專利名稱：一種基于纖維載體的蛋白質印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種基于纖維載體的蛋白質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域。
背景技術：
分子印跡技術作為一種制備對特定目標分子具有高度親和性的聚合物技術，目前，其對小分子的特異識別作用的研究已經取得了很大的進步，例如氨基酸類、糖及其衍生物和藥物等。但是關于生物大分子的印跡，如蛋白質的研究，遠不如小分子印跡研究的系統和深入。蛋白質分子印跡聚合物由于在醫學診斷、生物分離及藥物傳遞等領域的潛在應用前景而成為當前研究的熱點化學進展.2008,20(8) :957-968。由于蛋白質分子體積龐大、容易變性、空間結構十分復雜，對蛋白質大分子印跡的研究思路和實驗手段都還處于摸索階段。近年來，人們越來越多地用聚合物水凝膠來進行蛋白質分子印跡的研究。水凝膠的精巧結構使其能在外界PH值、離子強度、溫度等因素的刺激下表現出反復的溶脹變化。相對于硬質的材料，水凝膠更適于蛋白質的印跡。海藻酸鹽具有良好的親水性，在多價陽離子Ca2+的存在下，能夠迅速發生凝膠化反應，其溫和的凝膠條件有利于保持生物蛋白質的活性，海藻酸鹽凝膠的軟濕特性有利于生物蛋白質保持其構象、有利于模板分子的洗脫和識別過程中對模板分子的再吸附，海藻酸鹽凝膠對于環境參數諸如離子強度、pH值等的可響應性也給蛋白質印跡海藻酸鹽凝膠的設計參數提供了較寬的選擇余地。直接采用帶有功能基團的天然聚合物海藻酸鈉代替傳統分子印跡體系中的功能單體，簡化了印跡聚合物的合成過程。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，然而在制備過程中需要用到有機物和分散劑，可能引起蛋白質的變性，而殘留的有機物和分散劑不利于生物領域的應用。纖維材料具有良好的柔韌性和機械強度，傳質距離短，有效官能團多，吸附速率高，可以制備成各種不同的形狀，使用方便。近年來，出現了在纖維材料表面接枝聚合印跡小分子的報道。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劑，通過等離子體引發聚合在聚丙烯無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度大、韌性高、比表面積大等優點與蛋白質分子印跡水凝膠的軟濕特性結合起來，通過在纖維基體表面刮膜，以鈣離子交聯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印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。這在國內外還沒有相關報道。該制備方法簡單、反應過程易于控制，可得到能批量生產、生物相容性好的蛋白質印跡膜材料，在蛋白質分離、控制釋放、組織工程、生物醫用領域有廣泛的應用前景。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是蛋白質遇到有機物會變性，單純的海藻酸鈣水凝膠強度低、印跡效率低等問題。本發明解決所述的蛋白質遇到有機物會變性，單純的海藻酸鈣水凝膠強度低、印跡效率低等問題的技術方案，是設計一種基于纖維載體的蛋白質印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。本發明提供了一種基于纖維載體的蛋白質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數為I % 50 %的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為O. 5 3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 2 I小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到接枝聚丙烯酸的纖維，隨后用質量百分比濃度為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)向質量百分比濃度為O. 1% 5%的蛋白質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，同時配制質量百分比濃度為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、水溶性添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5 2小時，取出后滴淌2 5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，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O. 5 2小時，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含蛋白質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，經過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印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。本發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，其形態包括無紡布、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。蛋白質包括牛血清白蛋白、牛血紅蛋白、卵白蛋白、溶菌酶、細胞色素C、過氧化氫酶、Y球蛋白、胰島素。本發明方法操作簡單，不使用任何有機溶劑，因此具有優良的生物相容性。基于以上特性，本發明的一種基于纖維載體的蛋白質印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜可以用于蛋白質吸附分離、藥物控制釋放、固定化酶、組織工程等領域。
具體實施例方式下面介紹本發明的具體實施例，但本發明不受實施例的限制。實施例I.基于聚丙烯纖維無紡布載體的牛血清白蛋白印跡磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜
將聚丙烯纖維無紡布放入體積百分數為I %的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為O. 5%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射I小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚丙烯纖維無紡布，隨后用質量百分比濃度為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紡布；向質量百分比濃度為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，同時配制質量百分比濃度為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，取出后滴淌2分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，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O. 5小時，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，經過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。實施例2.基于聚丙烯纖維無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紡布放入體積百分數為5%的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為O. 5%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射I小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚丙烯纖維無紡布，隨后用質量百分比濃度為5%的氫氧化鈉水溶液中和，得到聚丙烯酸鈉接枝的纖維無紡布；向質量百分比濃度為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，同時配制質量百分比濃度為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，取出后滴淌5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，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I小時，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含溶菌酶的聚丙烯纖維無紡布接枝磷酸/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，經過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紡布載體的溶菌酶印跡磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠膜。實施例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數為50%的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 5小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到接枝丙烯酸的聚內烯纖維單 絲，隨后用質量百分比濃度為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，同時配制質量百分比濃度為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，取出后滴淌5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，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I小時，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，經過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數為10%的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 5小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，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，同時配制質量百分比濃度為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，取出后滴淌5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，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I小時，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，經過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。
權利要求
1.一種基于纖維載體的蛋白質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數為1% 50%的丙烯酸水溶液中，加入質量百分比濃度為O.5 3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣作保護，在室溫下用500W的紫外燈照射O. 2 I小時，取出后用水沖洗3 5次，除去未反應的單體和均聚物，得到接枝聚丙烯酸的纖維，隨后用質量百分比濃度為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)向質量百分比濃度O.I % 5%的蛋白質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，同時配制質量百分比濃度為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、水溶性添加劑和海藻酸鈉的混合水溶液中O. 5 2小時，取出后滴淌2 5分鐘，用刮刀刮去粘附的過多粘稠溶液，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O. 5 2小時，用去離子水沖洗3 5遍，得到包含蛋白質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，經過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印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。
2.如權利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質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.如權利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質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包括無紡布、絲束、纖維單絲和中空纖維。
4.如權利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質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.如權利要求I所述的ー種基于纖維載體的蛋白質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包括牛血清白蛋白、牛血紅蛋白、卵白蛋白、溶菌酶、細胞色素C、過氧化氫酶、Y球蛋白、胰島素。
全文摘要
本發明提供了一種基于纖維載體的蛋白質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，通入氮氣，用紫外燈照射0.2～1小時，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。配制質量百分比濃度分別為0.1％～5％的蛋白質、2％～5％的海藻酸鈉和0.05％～5％的水溶性添加劑的混合水溶液，同時配制質量百分比濃度為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、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0.5～2小時，最后洗脫掉模板蛋白質，得到基于纖維載體的蛋白質印跡海藻酸鈣雜化凝膠膜。
文檔編號D06M16/00GK102619089SQ20121001229
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者李東英, 李會, 趙孔銀, 隋麗芳, 魏俊富 申請人:天津工業大學