[发明专利]用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维的制备方法，尤其涉及一种用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维的制备方法及应用。

背景技术

分子识别是整个生物界普遍存在的现象，它主要是指主体分子依靠形状、大小和化学功能对与其互补的客体分子的选择和结合，这种现象在生命过程中扮演着及其重要的角色，如酶与底物、抗原与抗体的相互作用。100多年前，Fisher曾以“锁与钥匙”的配合来描述分子间的这一专一性结合。它是从分子水平研究酶反应、信息传递以及在不同介质间的能量传递等生物现象的重要化学概念，其中蛋白质的分子识别已成为人们重点研究的热点之一。

糖与蛋白质、脂类和核酸一样，是构成生物体的重要成分。其中广泛存在的糖缀合物，包括糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂，参与了蛋白的靶向、细胞识别以及抗体-抗原相互作用等重要生理过程。近年来，人们尝试将糖基固定到不同载体表面，比如二氧化硅、金纳米粒子、聚合物微球以及膜分离材料等，来模拟糖的各种生物功能，从而深入研究糖与蛋白质的亲和性相互作用，实现蛋白质的检测和分离。美国专利US 20010017270中公开了将糖基固定到金表面，可用于蛋白质、病毒或细胞的检测技术。专利CN 1935342和CN 101070401分别公开了把糖基固定到聚丙烯分离膜表面和聚丙烯微球表面的方法，有利于蛋白的分离、浓缩或靶向清除。

静电纺丝技术是一种获得纳米到微米尺寸纤维材料的方法，近年来引起了广泛的重视。由于具有高比表面积、高孔隙率等优点，纳米纤维膜可以大大降低分离过程中的传质阻力，因而是一种很好的吸附分离材料，特别是对于蛋白质的识别与分离。糖基化纳米纤维的制备，目前主要有两种途径：一是通过含糖不饱和单体聚合合成含糖聚合物，再通过静电纺丝方法得到(CN 1843592)，这种方法可以很好地将纳米纤维的优点和糖基的功能性结合起来进而用于蛋白质的分离，但是其中不饱和糖单体的合成过程比较复杂，一定程度上限制了它的广泛应用；二是通过大分子反应将糖基固定到纳米纤维的表面，前期专利200710070589.2和200810059174.X中我们通过不同的方法分别将壳聚糖多糖和叠氮单糖固定到含有羧基基团的丙烯腈基共聚物纳米纤维膜的表面，有效验证了这种方法的可行性。由于表面修饰这种方法简单可靠，方便易行，因而更有利于大规模的工业化生产。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维的制备方法及应用。

包括如下步骤：

1)将丙烯腈基共聚物溶于溶剂中，配制成质量分数为2～8％的溶液，采用高压静电纺丝方法制备丙烯腈基共聚物纳米纤维，其中纺丝电压为8～25千伏，喷丝头溶液流速为0.5～2.0毫升/小时，接收距离为8～20厘米；

2)将丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入糖单体的二氯甲烷溶液中，在氮气保护下加入催化剂三氟化硼乙醚络合物，冰水浴中振荡2～3小时，然后在室温下振荡反应15～20小时，反应结束后经丙酮多次洗涤、烘干，得到表面固定乙酰糖基的丙烯腈基共聚物纳米纤维，其中丙烯腈基共聚物纳米纤维的加入量为1～2毫克纳米纤维/毫升溶剂，糖单体的用量为纤维表面羟基摩尔比为1～50，三氟化硼乙醚络合物与所用糖单体的摩尔比为3～5；

3)将表面固定乙酰糖基的丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入0.1～0.2摩尔/升甲醇钠的甲醇溶液中，室温振荡反应60～90分钟，脱去糖基上的乙酰基保护基团，再经去离子水多次洗涤，烘干，得到可用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维。

所述的丙烯腈基共聚物为丙烯腈/丙烯酸羟乙酯共聚物、丙烯腈/丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯腈/甲基丙烯酸羟乙酯共聚物或丙烯腈/甲基丙烯酸羟丙酯共聚物，它们的粘均分子量为8～30万，共聚物中羟基的摩尔含量为5～18％。溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺。静电纺丝得到的纳米纤维直径为60～1000纳米。糖单体为葡萄糖五乙酸酯、甘露糖五乙酸酯、半乳糖五乙酸酯、乳糖八乙酸酯、麦芽糖八乙酸酯或蔗糖八乙酸酯。糖单体的用量为纤维表面羟基摩尔比优选为10～30。

糖基化纳米纤维应用于蛋白质的分离和纯化。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1)丙烯腈基共聚物纳米纤维制备简单，直径范围在60～1000纳米内可调，是一类高比表面、高空隙率的载体材料；

2)糖基固定化方法操作简单，经济实用。

3)糖基固定化方法适用于任何乙酰基保护的单糖、寡糖和多糖。

4)通过化学键键合的方法将糖基固定到纳米纤维的表面，稳定性和持久性好；