[发明专利]大分子印迹交联聚乙烯基吡咯烷酮微球及低温悬浮聚合制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，特别涉及一种大分子印迹交联聚乙烯基吡咯烷酮微球及低温悬浮聚合制备方法。

背景技术

目前分子印迹技术已经成功用于低分子量化合物的印迹，但是由于蛋白质分子的一些特点，比如体积庞大、受环境影响容易变性、化学结构复杂、识别机理也不清楚等，对大分子蛋白质印迹的研究远不如小分子的印迹研究系统和深入。传统上制备的分子印迹聚合物为高度交联且坚硬的材料，这类材料不具有足够的柔顺度和内部孔径从而使得庞大的蛋白质模板方便地进出聚合物；蛋白质一般为非刚性的生物大分子，其化学结构也非常复杂，依靠几个结合位点很难在印迹聚合物中产生确定的识别点；寻找合适的水溶性单体和交联剂作为母体材料。另一方面，迄今为止所制备的分子印迹聚合物一般采用本体聚合方法，本体聚合方法产生的为块状聚合物。这些块状聚合物需要研磨、筛选来得到适宜大小的粒子。这一过程不仅费时，而且研磨得到的粒子形状一般是不规则的，限制了其很多应用。在水相体系直接制备的蛋白质印迹聚合物微球与机械研磨得到粒子相比，具有形状规整、比表面大、吸附能力强、粒径可根据需要进行调整等诸多特性；与非水相体系制备的MIPs相比，在水环境的实际应用中具有更好的识别特性，对水体系蛋白质印迹聚合物微球的制备及其特性研究具有十分重要的意义。

聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)由N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成的，PVP具有优异的溶解性、低毒性、成膜性、化学稳定性、生理惰性、粘接能力等，广泛用于医疗卫生、化妆品、食品、饮料、酿造、造纸、纺织印染、新材料、悬浮及乳液聚合分散稳定等领域。PVP分子中含有大量的内酰胺键，具有良好的亲水性、生物相容性、生理惰性和络合性等。适度交联聚乙烯基吡咯烷酮软湿凝胶由于其分子链的高度柔顺性而与模板蛋白质具有很好的“可近性”；蛋白质分子内含有酰胺键，分子表面带有各种不同的电荷，通过氢键和静电作用两种大分子间模板蛋白质表面与印迹的孔穴表面互补所产生的大量弱键的加和，从而形成整体的、强的结合作用。悬浮聚合采用水性介质，成本低，过程简单，后处理容易，在高分子材料制备技术中占有重要的位置。关于蛋白质大分子印迹聚乙烯基吡咯烷酮凝胶微球还没有见到相关应用和报道。

发明内容

本发明的目的是在低温下制备一种交联聚乙烯基吡咯烷酮凝胶微球。与别的制备方法相比，制备过程简单，成本低。

本发明的另一目的是提供一种以大分子蛋白质为模板制备的包埋分子印迹的方法，以使印迹微球与非印迹微球相比，对模板蛋白质的吸附量有较大提高，即所得大分子印迹微球具有较高的分子印迹效率。

本发明提供了大分子蛋白质印迹交联聚乙烯基吡咯烷酮凝胶微球的制备及印迹方法。蛋白质大分子印迹交联聚乙烯基吡咯烷酮凝胶微球的组分和重量百分含量如下：

N-乙烯基吡咯烷酮           75％～95％

N，N’-亚甲基双丙烯酰胺    1.5％～5.0％

羟乙基纤维素               0.5％～3.0％

蛋白质                     0.5％～10％

过氧化苯甲酰               0.5％～5.0％

二甲基苯胺                 0.1％～2.0％。

所述的蛋白质为牛血清白蛋白、卵白蛋白或溶菌酶等，微球粒径大小为50～500μm。

所述的微球是蛋白质包埋印迹交联聚乙烯基吡咯烷酮微球。

本发明的蛋白质包埋印迹交联聚乙烯基吡咯烷酮微球的制备方法步骤如下：

a)量取一定体积的N-乙烯基吡咯烷酮作为油相A1，向A1中加入质量百分比为1.5％～5.0％的N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和质量百分比为0.5％～10％的蛋白质，搅拌充分溶解；把A1按体积比2∶1～4∶1的比例分为两份B1和B2；B1加入质量百分比为0.5％～5.0％的过氧化苯甲酰；B2加入质量百分比为0.1％～2.0％的二甲基苯胺；

b)配制油相A1体积2～4倍的质量百分比浓度为5.0％～10.0％的Na₂PO₄水溶液，加入质量百分比为0.5～2.0％的羟乙基纤维素，配成悬浮聚合的连续相A2；

c)在N₂保护和搅拌下向上述水相A2中加入油相B1，继续搅拌5～20min，使体系分散均匀，然后逐滴加入油相B2，反应5h，洗脱掉蛋白质，得到蛋白质大分子印迹的交联聚乙烯基吡咯烷酮微球。