專利名稱：一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，屬于功能高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
分子印跡技術(shù)作為一種制備對(duì)特定目標(biāo)分子具有高度親和性的聚合物技術(shù)，目前，其對(duì)小分子的特異識(shí)別作用的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，例如氨基酸類、糖及其衍生物和藥物等。但是關(guān)于生物大分子的印跡，如蛋白質(zhì)的研究，遠(yuǎn)不如小分子印跡研究的系統(tǒng)和深入。蛋白質(zhì)分子印跡聚合物由于在醫(yī)學(xué)診斷、生物分離及藥物傳遞等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景而成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)化學(xué)進(jìn)展.2008,20(8) :957-968。由于蛋白質(zhì)分子體積龐大、容易變性、空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，對(duì)蛋白質(zhì)大分子印跡的研究思路和實(shí)驗(yàn)手段都還處于摸索階段。近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越多地用聚合物水凝膠來(lái)進(jìn)行蛋白質(zhì)分子印跡的研究。水凝膠的精巧結(jié)構(gòu)使其能在外界PH值、離子強(qiáng)度、溫度等因素的刺激下表現(xiàn)出反復(fù)的溶脹變化。相對(duì)于硬質(zhì)的材料，水凝膠更適于蛋白質(zhì)的印跡。海藻酸鹽具有良好的親水性，在多價(jià)陽(yáng)離子Ca2+的存在下，能夠迅速發(fā)生凝膠化反應(yīng)，其溫和的凝膠條件有利于保持生物蛋白質(zhì)的活性，海藻酸鹽凝膠的軟濕特性有利于生物蛋白質(zhì)保持其構(gòu)象、有利于模板分子的洗脫和識(shí)別過(guò)程中對(duì)模板分子的再吸附，海藻酸鹽凝膠對(duì)于環(huán)境參數(shù)諸如離子強(qiáng)度、pH值等的可響應(yīng)性也給蛋白質(zhì)印跡海藻酸鹽凝膠的設(shè)計(jì)參數(shù)提供了較寬的選擇余地。直接采用帶有功能基團(tuán)的天然聚合物海藻酸鈉代替?zhèn)鹘y(tǒng)分子印跡體系中的功能單體，簡(jiǎn)化了印跡聚合物的合成過(guò)程。張鳳菊等首次以海藻酸鹽為大分子單體制備了 BSA印跡水凝膠，但是只用海藻酸鹽做印跡材料，其印跡效率較低Reactive and Functional Polymers, 2006,66, (7) :712-719 ] 趙孔銀等制備了蛋白質(zhì)印跡聚丙烯酸/海藻酸鈣、磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠微球200710057640. 6，200710057639. 3，然而在制備過(guò)程中需要用到有機(jī)物和分散劑，可能引起蛋白質(zhì)的變性，而殘留的有機(jī)物和分散劑不利于生物領(lǐng)域的應(yīng)用。纖維材料具有良好的柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度，傳質(zhì)距離短，有效官能團(tuán)多，吸附速率高，可以制備成各種不同的形狀，使用方便。近年來(lái)，出現(xiàn)了在纖維材料表面接枝聚合印跡小分子的報(bào)道。王兵等以芐基海因和藥物磺胺嘧啶為模板分子，在中空纖維基體上制備出分子印跡中空纖維分離膜。T. Hideaki等以異丙基丙烯酰胺為單體，N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，通過(guò)等離子體引發(fā)聚合在聚丙烯無(wú)紡布上接枝印跡了銅離子Reactive &Functional Polymers,2008,68 :182_188。本專利把纖維材料強(qiáng)度大、韌性高、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)與蛋白質(zhì)分子印跡水凝膠的軟濕特性結(jié)合起來(lái)，通過(guò)在纖維基體表面刮膜，以鈣離子交聯(lián)海藻酸鈉與水溶性添加劑的混合水溶液，制備基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。這在國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)報(bào)道。該制備方法簡(jiǎn)單、反應(yīng)過(guò)程易于控制，可得到能批量生產(chǎn)、生物相容性好的蛋白質(zhì)印跡膜材料，在蛋白質(zhì)分離、控制釋放、組織工程、生物醫(yī)用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是蛋白質(zhì)遇到有機(jī)物會(huì)變性，單純的海藻酸鈣水凝膠強(qiáng)度低、印跡效率低等問(wèn)題。本發(fā)明解決所述的蛋白質(zhì)遇到有機(jī)物會(huì)變性，單純的海藻酸鈣水凝膠強(qiáng)度低、印跡效率低等問(wèn)題的技術(shù)方案，是設(shè)計(jì)一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。本發(fā)明提供了一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，其特征是該制備方法包括以下步驟a)將纖維放入體積百分?jǐn)?shù)為I % 50 %的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分比濃度為O. 5 3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 2 I小時(shí)，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應(yīng)的單體和均聚物，得到接枝聚丙烯酸的纖維，隨后用質(zhì)量百分比濃度為1% 10%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維；b)向質(zhì)量百分比濃度為O. 1% 5%的蛋白質(zhì)溶液中加入海藻酸鈉和水溶性添加齊U，攪拌使其充分溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為2% 5%的海藻酸鈉和O. 05% 5%的水溶性添加劑的混合溶液，靜置消泡后待用，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為1% 10%的氯化鈣水溶液；c)將步驟a)制備的接枝聚丙烯酸鈉的纖維浸入蛋白質(zhì)、水溶性添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5 2小時(shí)，取出后滴淌2 5分鐘，用刮刀刮去粘附的過(guò)多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入步驟b)配制的氯化鈣水溶液中，交聯(lián)O. 5 2小時(shí)，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含蛋白質(zhì)的纖維接枝海藻酸鈣雜化凝膠膜；d)將步驟c)制備的包含蛋白質(zhì)的纖維接枝海藻酸鈣雜化凝膠膜放置在錐形瓶中，在5 25°C的溫度下，經(jīng)過(guò)pH = 7. O 9. 5的含1% CaCl2的Tris-HCl溶液洗脫12 36h，得到基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。本發(fā)明中纖維可選擇聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚砜等各種基材，其形態(tài)包括無(wú)紡布、絲束、纖維單絲和中空纖維等。水溶性添加劑包括羥丙基甲基纖維素、羧甲基殼聚糖、水溶性淀粉、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、磷酸氫二銨、碳酸鈉、硅酸鈉。蛋白質(zhì)包括牛血清白蛋白、牛血紅蛋白、卵白蛋白、溶菌酶、細(xì)胞色素C、過(guò)氧化氫酶、Y球蛋白、胰島素。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，不使用任何有機(jī)溶劑，因此具有優(yōu)良的生物相容性?；谝陨咸匦裕景l(fā)明的一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜可以用于蛋白質(zhì)吸附分離、藥物控制釋放、固定化酶、組織工程等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。實(shí)施例I.基于聚丙烯纖維無(wú)紡布載體的牛血清白蛋白印跡磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜
將聚丙烯纖維無(wú)紡布放入體積百分?jǐn)?shù)為I %的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分比濃度為O. 5%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，在室溫下用500W的紫外燈照射I小時(shí)，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應(yīng)的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚丙烯纖維無(wú)紡布，隨后用質(zhì)量百分比濃度為I %的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的聚丙烯纖維無(wú)紡布；向質(zhì)量百分比濃度為O. I %的牛血清白蛋白溶液中加入海藻酸鈉和磷酸氫二銨，攪拌使其充分溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為2%的海藻酸鈉和O. 05%的磷酸氫二銨的混合溶液，靜置消泡后待用，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為1%的氯化鈣水溶液；將接枝聚丙烯酸鈉的聚丙烯纖維無(wú)紡布浸入牛血清白蛋白、磷酸氫二銨和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5小時(shí)，取出后滴淌2分鐘，用刮刀刮去粘附的過(guò)多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入氯化鈣水溶液中，交聯(lián)O. 5小時(shí)，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含牛血清白蛋白的聚丙烯纖維接枝磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜；將包含牛血清白蛋白的聚丙烯纖維接枝磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜置于錐形瓶中，在5°C的溫度下，經(jīng)過(guò)pH = 7. 5的含1% CaCl2的Tris-HCl溶液洗脫12h，得到基于聚丙烯纖維無(wú)紡布載體的牛血清白蛋白印跡磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜。實(shí)施例2.基于聚丙烯纖維無(wú)紡布載體的溶菌酶印跡磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜將聚丙烯纖維無(wú)紡布放入體積百分?jǐn)?shù)為5%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分比濃度為O. 5%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，在室溫下用500W的紫外燈照射I小時(shí)，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應(yīng)的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚丙烯纖維無(wú)紡布，隨后用質(zhì)量百分比濃度為5%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維無(wú)紡布；向質(zhì)量百分比濃度為O. I %的溶菌酶溶液中加入海藻酸鈉和磷酸氫二銨，攪拌使其充分溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為3%的海藻酸鈉和5%的磷酸氫二銨的混合溶液，靜置消泡后待用，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為10%的氯化鈣水溶液；將接枝聚丙烯酸鈉的聚丙烯纖維無(wú)紡布浸入溶菌酶、磷酸氫二銨和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5小時(shí)，取出后滴淌5分鐘，用刮刀刮去粘附的過(guò)多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入氯化鈣水溶液中，交聯(lián)I小時(shí)，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含溶菌酶的聚丙烯纖維無(wú)紡布接枝磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜；將包含溶菌酶的聚丙烯纖維接枝磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜置于錐形瓶中，在50C的溫度下，經(jīng)過(guò)pH = 8. 32的含I % CaCl2的Tris-HCl溶液洗脫36h，得到基于聚丙烯纖維無(wú)紡布載體的溶菌酶印跡磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜。實(shí)施例3.基于聚丙烯纖維單絲載體的牛血紅蛋白印跡聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜將聚丙烯纖維單絲放入體積百分?jǐn)?shù)為50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分比濃度為3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 5小時(shí)，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應(yīng)的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚內(nèi)烯纖維單 絲，隨后用質(zhì)量百分比濃度為10%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維單絲；向質(zhì)量百分比濃度O. 2%的牛血紅蛋白溶液中加入海藻酸鈉和聚丙烯酸鈉，攪拌使其充分溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為2. 5%的海藻酸鈉和O. 5%的聚丙烯酸鈉的混合溶液，靜置消泡后待用，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為10%的氯化鈣水溶液；將接枝聚丙烯酸鈉的聚丙烯纖維單絲浸入牛血紅蛋白、聚丙烯酸鈉和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5小時(shí)，取出后滴淌5分鐘，用刮刀刮去粘附的過(guò)多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入氯化鈣水溶液中，交聯(lián)I小時(shí)，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含牛血紅蛋白的聚丙烯纖維單絲接枝聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜；將包含牛血紅蛋白的聚丙烯纖維接枝聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜置于錐形瓶中，在5°C的溫度下，經(jīng)過(guò)pH = 8. 7的含1% CaCl2的Tris-HCl溶液洗脫36h，得到基于聚丙烯纖維單絲載體的牛血紅蛋白印跡聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜。實(shí)施例4.基于聚砜中空纖維載體的卵白蛋白印跡聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜將聚砜中空纖維放入體積百分?jǐn)?shù)為10%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分比濃度為3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 5小時(shí)，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應(yīng)的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚砜中空纖維，隨后用質(zhì)量百分比濃度為5%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的聚砜中空纖維；向質(zhì)量百分比濃度為5%的卵白蛋白溶液中加入海藻酸鈉和聚丙烯酸鈉，攪拌使其充分溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為2. 5%的海藻酸鈉和O. 5%的聚丙烯酸鈉的混合溶液，靜置消泡后待用，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為5%的氯化鈣水溶液；將接枝聚丙烯酸鈉的聚砜中空纖維浸泡入卵白蛋白、聚丙烯酸鈉和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5小時(shí)，取出后滴淌5分鐘，用刮刀刮去粘附的過(guò)多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入氯化鈣水溶液中，交聯(lián)I小時(shí)，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含卵白蛋白的聚砜中空纖維接枝聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜；將包含卵白蛋白的聚丙烯纖維接枝聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜置于錐形瓶中，在5°C的溫度下，經(jīng)過(guò)pH = 8. 7的含1% CaCl2的Tris-HCl溶液洗脫36h，得到基于聚砜中空纖維載體的卵白蛋白印跡聚丙烯酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜。
權(quán)利要求
1.一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，該制備方法包括以下步驟 a)將纖維放入體積百分?jǐn)?shù)為1% 50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分比濃度為O.5 3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 2 I小時(shí)，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應(yīng)的單體和均聚物，得到接枝聚丙烯酸的纖維，隨后用質(zhì)量百分比濃度為1% 10%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維； b)向質(zhì)量百分比濃度O.I % 5%的蛋白質(zhì)溶液中加入海藻酸鈉和水溶性添加剤，攪拌使其充分溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為2 % 5 %的海藻酸鈉和O. 05 % 5 %的水溶性添加劑的混合溶液，靜置消泡后待用，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為1% 10%的氯化鈣水溶液； c)將步驟a)制備的接枝聚丙烯酸鈉的纖維浸入蛋白質(zhì)、水溶性添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5 2小時(shí)，取出后滴淌2 5分鐘，用刮刀刮去粘附的過(guò)多粘稠溶液，使纖維表面的附著液盡量均勻，立即將其放入步驟b)配制的氯化鈣水溶液中，交聯(lián)O. 5 2小時(shí)，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含蛋白質(zhì)的纖維接枝海藻酸鈣雜化凝膠膜； d)將步驟c)制備的包含蛋白質(zhì)的纖維接枝海藻酸鈣雜化凝膠膜放置在錐形瓶中，在5 25°C的溫度下，經(jīng)過(guò)pH = 7. O 9. 5的含I % CaCl2的Tris-HCl溶液洗脫12 36h，得到基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，其特征是所述的纖維包括聚酰胺、聚丙烯、聚こ烯、聚四氟こ烯、聚丙烯腈和聚砜。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，其特征是所述的纖維的形態(tài)包括無(wú)紡布、絲束、纖維單絲和中空纖維。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，其特征是所述的水溶性添加劑包括羥丙基甲基纖維素、羧甲基殼聚糖、水溶性淀粉、聚こニ醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚こ烯基吡咯烷酮、磷酸氫ニ銨、碳酸鈉、硅酸鈉。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法，其特征是所述的蛋白質(zhì)包括牛血清白蛋白、牛血紅蛋白、卵白蛋白、溶菌酶、細(xì)胞色素C、過(guò)氧化氫酶、Y球蛋白、胰島素。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法。制備方法是將纖維放入丙烯酸水溶液中，加入阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)猓米贤鉄粽丈?.2～1小時(shí)，得到接枝聚丙烯酸的纖維，用氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維。配制質(zhì)量百分比濃度分別為0.1％～5％的蛋白質(zhì)、2％～5％的海藻酸鈉和0.05％～5％的水溶性添加劑的混合水溶液，同時(shí)配制質(zhì)量百分比濃度為1％～10％的氯化鈣水溶液。將接枝聚丙烯酸鈉的纖維浸泡入蛋白質(zhì)、水溶性添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中，隨后將其立即放入氯化鈣水溶液中交聯(lián)0.5～2小時(shí)，最后洗脫掉模板蛋白質(zhì)，得到基于纖維載體的蛋白質(zhì)印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。
文檔編號(hào)D06M16/00GK102619089SQ20121001229
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者李東英, 李會(huì), 趙孔銀, 隋麗芳, 魏俊富 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)