[发明专利]磁性分子印迹多孔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性分子印迹多孔膜及其制备方法和应用。所述的磁性分子印迹多孔膜通过将含磁性纳米颗粒的醛基化醋酸纤维素膜浸入模板蛋白溶液中，并加入单体以及交联剂的混合溶液，填充保护气体后，将引发剂和模板蛋白磁性复合微球混合溶液涂覆到膜上，施加磁场经氧化还原聚合反应得到。本发明首次将模板蛋白磁性复合微球引入多孔膜中，在外加磁场的作用下，模板蛋白磁性复合微球的磁矩可以随外加磁场的强度和方向改变，从而驱动粒子周围的聚合物基体在微小尺度上发生形变，提高洗脱效果和聚合物的吸附性能，实现对不同模板蛋白的高效纯化分离。

技术领域

本发明属于分子印迹材料技术领域，涉及一种磁性分子印迹多孔膜及其制备方法和在分离蛋白中的应用。

背景技术

分子印迹聚合物对目标分子具有特异的识别性能，在亲和分离、免疫分析、化学传感、固相提取、药物传输、细胞和组织成像等领域具有广阔的应用前景。分子印迹技术的核心是获得与模板分子在空间位置上和相互作用上相匹配的结合位点。通过印迹、聚合和萃取三步“量身定做”的分子印迹聚合物，不仅与目标分子存在着类似于免疫学中抗原与抗体的专一性结合，而且使用寿命更为持久，制备成本更为廉价。迄今为止，分子印迹技术已成功地应用于许多小分子化合物的分离。将分子印迹聚合物颗粒加入到含有目标化合物的溶液中，分子印迹聚合物能够将其选择性的吸附，再在合适的条件下将目标化合物洗脱，从而达到分离、纯化的目的。然而在蛋白质、核酸等生物大分子的分离上仍存在挑战。蛋白质复杂的构象、印迹聚合的聚合条件、模板分子的洗脱等都可能导致非特异性识别或目标蛋白质的变性。这主要是因为蛋白质的尺寸较大，模板大分子很难从传统的大块的高度交联的印迹聚合物中被洗脱出来。并且吸附了目标分子的印迹聚合物在与目标分子分离的过程中，通常需要采用高浓度的表面活性剂、强酸或强碱等条件，来破坏模板与印迹聚合物之间的结合作用，将目标分子提取出来。但是，蛋白质等生物大分子对溶液的pH值和表面活性剂的浓度非常敏感。在苛刻的提取条件下，蛋白质容易发生结构上的改变，并因此失去生物活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性分子印迹多孔膜，通过将含磁性纳米颗粒的醛基化醋酸纤维素膜浸入模板蛋白溶液中，并加入单体以及交联剂的混合溶液，填充保护气体后，将引发剂和模板蛋白磁性复合微球混合溶液涂覆到膜上，施加磁场经氧化还原聚合反应得到。

本发明中，所述的磁性纳米颗粒为本领域中常见的磁性粒子，例如Fe₃O₄等。

本发明中，所述的模板蛋白磁性复合微球为采用本领域常规方法制得的具有磁响应能力的模板蛋白磁性复合微球。模板蛋白为本领域常见的蛋白分子，例如血清蛋白、溶菌酶或血红蛋白等。模板蛋白磁性复合微球中的磁性组分为本领域常见的磁性粒子，例如Fe₃O₄磁性粒子等。

在本发明的具体实施方式中，采用的模板蛋白磁性复合微球为牛血清蛋白磁性复合微球，其制备方法可参考文献【Baoliang Zhang,Hepeng Zhang,Xiangjie Li,etal.Synthesis of BSA/Fe₃O₄ magnetic composite microspheres for adsorption ofantibiotics[J].Materials Science and Engineering:C,2013,33(7):4401-4408.】。

本发明中，所述的单体为含有与模板蛋白接枝改性的基团的功能性单体，例如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等。

本发明中，所述的交联剂为能溶于部分有机溶剂的交联剂，例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、N,N’-亚甲基二丙烯酰胺等。

本发明中，所述的引发剂为有机合成方面的常用引发剂，例如过硫酸铵、偶氮二异丁腈等。