[发明专利]大分子印迹磷酸/聚丙烯酸/海藻酸钙多杂化聚合物微球及其制备方法

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磷酸/聚丙烯酸/海藻酸钙多杂化聚合物微球及其制备方法。

背景技术

由于蛋白质等一些大分子的一些特点，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。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。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。

磷酸钙盐与蛋白质之间存在着相互作用，近年来人们在磷酸钙盐与蛋白质分子相互作用这一领域进行了卓有成效的研究。蛋白质表面的酸性氨基酸基团和碱性氨基酸残基通过离子键与β-TCP晶体上的钙离子结合，蛋白质的碱性氨基酸基团通过氢键和静电吸引作用与PO₄^3-上的氧结合。聚丙烯酸钠是一类聚阴离子的高分子电介质，遇到钙离子形成不溶性盐，引起分子交联而凝胶化沉淀。聚丙烯酸及其衍生物已经被用于各类蛋白质的印迹中。【XingshouPang，Guoxiang Cheng，Shulai Lu，Synthesis of polyacrylamide gel beads with electrostaticfunctional groups for the molecular imprinting of bovine serum albumin，Analytical andBioanalytical Chemistry 2006(384)(1)：225-330】海藻酸盐具有良好的亲水性，在多价阳离子Ca²⁺的存在下，能够迅速发生凝胶化反应，其温和的凝胶条件有利于保持生物蛋白质的活性，海藻酸盐凝胶的软湿特性有利于生物蛋白质保持其构象、有利于模板分子的洗脱和识别过程中对模板分子的再重结合，海藻酸盐凝胶对于环境参数诸如离子强度、pH值等的可响应性也给蛋白质印迹海藻酸盐凝胶的设计参数提供了较宽的选择余地。直接采用带有功能基团的天然聚合物海藻酸钠代替传统分子印迹体系中的功能单体，简化了印迹聚合物的合成过程。【成国祥，张凤菊，英晓光，双模板法羟乙基纤维素改性海藻酸盐微球及制备方法，中国发明专利，申请号200510015832.1】单纯的海藻酸盐微球易溶胀，机械强度低，质脆，羟基磷灰石/海藻酸盐复合微球用来印迹蛋白质的效果较差，因为羟基磷灰石与海藻酸盐之间的作用太弱。【成国祥，刘超，赵孔银，张凤菊.羟基磷灰石/海藻酸盐复合微球的制备方法.中国发明专利，申请号200410019979.3】

材料的杂化制备技术系是采用同时能和多种物质反应的某种物质参加制备，而得到一种具有多种成分并且至少两种成分之间存在化学结合作用的新材料。有机/无机杂化材料是复合材料的一个新领域，它综合了有机物和无机物的众多优良性质，如有机物密度较低、粘弹性好、韧性高、可加工性好等和无机物硬度高、弹性模量及强度高、较好的透光性能、高折射率等。【邱泽浩，叶巧明，溶胶一凝胶法制备有机/无机杂化材料工艺及其应用，广州化学，2006，31(1)：40～45】在我们以前的研究中制备了大分子印迹磷酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球和聚丙烯酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球并申请了专利。【成国祥，赵孔银，黄建军，张立广.大分子印迹磷酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球及其制备方法.中国发明专利，申请号200710057639.3】【成国祥，赵孔银，张立广.大分子印迹聚丙烯酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球及其制备方法.中国发明专利，申请号200710057640.6】但是它们各自有自己的一些缺点，例如磷酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球强度大，但是韧性差，而且在较高的盐浓度溶液和酸性溶液中微球稳定性差。聚丙烯酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球的强度比磷酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球小，但是其韧性好，而且聚丙烯酸钙/海藻酸钙杂化聚合物微球的耐酸碱性较好。将这两种各有优缺点的杂化聚合物材料结合起来可能具有更好的效果。本发明将磷酸盐、聚丙烯酸盐和海藻酸盐用钙离子交联制备了大分子印迹多杂化的微球，目前还没有见到相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种杂化方法制备磷酸/聚丙烯酸/海藻酸钙多杂化聚合物微球。相比纯海藻酸钙微球，杂化聚合物微球的强度和重结合性能有了较大提高。

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。与非印迹微球相比，包埋印迹微球对模板蛋白质的重结合量有较大提高。