[发明专利]一种温度响应型蛋白质印迹磁性纳米微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种温度响应型蛋白质印迹磁性纳米微球及其制备方法，属于蛋白质分离工程技术领域。所述一种温度响应型蛋白质印迹磁性纳米微球其制备方法如下：首先用共沉淀法合成磁性纳米材料，继而采用改进的stober法在磁性微球表面包裹二氧化硅保护层，进而在保护层表面引入卤原子；卤原子在配体‑铜催化体系的作用下引发温敏性功能单体聚合得到蛋白质印迹磁性纳米微球。该微球尺寸均一、稳定性好、通过改变环境温度可以控制蛋白质的吸附与解吸，对模板蛋白质具有特异的识别能力，最大的吸附容量达268mg/g，吸附平衡时间5min，可以在磁场作用下实现蛋白质的快速分离。制备条件温和、设备简单，解吸后的分子印迹纳米微球可以重复利用。为复杂生物样品中目标蛋白质的分离纯化提供了一种快速、高效的手段。在生物大分子的分离提纯、医药领域以及其他众多领域有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及蛋白质分离工程技术领域，具体涉及一种温度响应型蛋白质印迹磁性纳米微球及其制备方法。

背景技术

蛋白质是生命活动中的重要物质，也是生物医药领域的重要原料。随着医药技术的发展，由于蛋白质可以提供对大多数疾病的解决方案，因此高度选择性和高效的分析方法的开发已成为人们关注的焦点。因此，市场对蛋白质分离材料的需求持续增长。

目前，高效液相色谱法、毛细管电泳和电色谱法在分离复杂生物样品方面显示出巨大潜力。但其设备昂贵，操作复杂。亲和色谱法通常被认为是特异性捕获靶蛋白的最有效方法之一。然而存在易失活、成本高和抗体难以获得等缺点，阻碍了该技术的应用。利用化学合成的方法制备亲和色谱柱，原料廉价易得、质量一致性好、产品性能稳定，可以克服以上的缺点。

分子印迹技术是一种在空间和结合位点上与目标分子（模板分子）整体吻合的制备技术，制备的聚合物称为分子印迹聚合物，对目标分子具有较大的吸附容量和较高的选择性。然而在用于较大体积蛋白质分子的印迹时，蛋白质分子在聚合物内的扩散较慢甚至无法进行；蛋白质只溶于水且易变性失活，不能使用在小分子印迹中常使用的有机溶剂。表面分子印迹法是以特定的材料作为载体，在制备过程中，功能单体与模板分子在乳液界面相结合，交联剂和功能单体聚合后，这种结构被固定在基质或印迹聚合物的表面，即产生具有一定识别作用的印迹。与传统的本体聚合法相比较，采用这种方法制备的印迹聚合物，印迹位点位于或接近于分子印迹材料的表面，模板分子的洗脱和再结合速率较快；制备过程可在水溶液中进行，操作简单，稳定性强。尤其对于空间位阻比较大的生物大分子而言，表面分子印迹的优势更为明显。鉴于上述优点，近年来采用表面印迹法制备大分子印迹聚合物的报道逐渐增多。

贾晓萍以牛血红蛋白（BHb）为模板分子，多巴胺为功能单体和交联剂，硅烷化Fe₃O₄粒子为反应载体，通过表面印迹法合成牛血红蛋白磁性分子印迹聚合物（BHb-MIP）。吸附实验结果表明：当BHb溶液浓度为0.2 mg/mL，在 30 min 时达到最大吸附量（4.65±0.38 mg/g），印迹聚合物对模板蛋白有较高的选择性(β=2.19)和稳定性。用洗脱液 SDS-乙酸（0.1 %w/v：3 % v/v)去除模板蛋白后，印迹聚合物可重复利用三次以上。(贾晓萍. 基于磁性纳米粒子及温敏性水凝胶的蛋白质印迹技术研究与应用[D]. 湖南大学.)

郭军霞以双键功能化的Fe₃O₄纳米粒子为载体，牛血红蛋白（BHb）为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）和衣康酸（IA）为双功能单体，Ｎ,Ｎ-亚甲基双丙稀酰胺（MBA）为交联剂，通过表面印迹技术来合成牛血红蛋白磁性分子印迹聚合物（MIP-Fe₃O₄@AA）。热力学吸附平衡浓度为1.0 mg/mL，理论最大吸附容量为117.27mg/mL，印迹因子4.43，对模板蛋白显示了很好的吸附性能和特异性选择性能。用2%（w/v）SDS-2%（v/v）HAc溶液振荡洗脱模板分子后至少能循环使用５次。（郭军霞. 磁性纳米材料载体表面蛋白质印迹聚合物的制备及识别性能研究[D]. 湖南大学, 2016.）