[发明专利]一种纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无纺布接枝水凝胶的制造方法和分子印迹技术，具体为一种蛋白质纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶的制备，属于功能高分子材料领域。

背景技术

蛋白质分子印迹聚合物由于在医学诊断、生物分离及药物传递等领域的潜在应用前景而成为当前研究的热点【盖青青，刘秋叶，何锡文等.化学进展.2008，20(8)：957-968】。由于蛋白质分子体积庞大、容易变性、空间结构十分复杂，对蛋白质大分子印迹的研究思路和实验手段都还处于摸索阶段。近年来人们越来越多地用聚合物水凝胶来进行蛋白质分子印迹的研究。水凝胶的精巧结构能在外界pH值、离子强度、温度等因素的刺激下表现出反复的溶胀变化。相对于硬质的材料，水凝胶更适于蛋白质的印迹。

以丙烯酰胺为功能单体可以制备选择性较好的蛋白质分子印迹聚合物。Hjerten等以丙烯酰胺为单体，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了低交联度的水凝胶，印迹了血红蛋白、溶菌酶、肌红蛋白等，结果显示该凝胶对印迹分子有很高的识别能力【Hjerten S J，Liao J L，Nakazato K，Chromatography，1997，44：227-234】。郭天瑛等用大孔交联壳聚糖作为载体，使丙烯酰胺和牛血红蛋白扩散到载体的孔穴中，然后引发聚合。这样制备的印迹壳聚糖微球比非印迹壳聚糖微球和聚丙烯酰胺凝胶微球对牛血红蛋白具有更高的结合量【Tian-Ying Guo，Yong-Qing Xia，Jin Wang.Biomaterials，2005，26：5737-5745.】。

本体方法得到的印迹聚合物中印迹位点大都在材料内部，模板分子传质阻力大，严重降低了蛋白质分子印迹聚合物的结合容量和印迹效率，达到平衡吸附的时间也长。表面分子印迹技术通过把印迹孔穴和位点建立在印迹材料的表(面)层，有利于模板分子的传质，可以显著提高印迹聚合物的吸附速度和灵敏性。表面接枝印迹技术通过在无机或有机载体表面进行各种分子的印迹，还有利于得到形态规整、热稳定性和机械强度较好的材料。陈朗星等以丙烯酰胺为功能单体，将聚苯乙烯载体表面用“引发-转移-终止剂”修饰后，采用光接枝表面印迹的方法制备了牛血红蛋白的分子印迹聚合物微球。结果表明，该印迹微球对牛血红蛋白有较高的结合容量和很好的识别选择性【盖青青，刘秋叶，李文友等.高等学校化学学报，2008，29：64-70】。

纤维材料具有良好的柔韧性和机械强度，比表面积大，传质距离短，有效官能团多，吸附速率高，可以制备成各种不同的形状，使用方便。近年来出现了在纤维材料表面接枝聚合印迹小分子的报道。王兵等以苄基海因和药物磺胺嘧啶为模板分子，在中空纤维基体上制备出分子印迹中空纤维分离膜。T.Hideaki等以异丙基丙烯酰胺为单体，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，通过等离子体引发聚合在聚丙烯无纺布上接枝印迹了铜离子【Hideaki Tokuyama，Shinji Naohara，Masaru Fujioka.Reactive & Functional Polymers，2008，68：182-188】。纤维接枝方法较多，大部分以化学方法接枝，其工艺复杂，能源消耗大，所必需的引发剂有一定污染，不利于得到纯净的聚合物。与传统接枝方法相比，辐射接枝可以完成化学法难以进行的接枝反应，操作简单易行，不需引发剂，可以得到纯净的接枝共聚物。通过在纤维表面辐射接枝水凝胶进行蛋白质分子印迹可解决水凝胶强度低、有效印迹位点少和传质速率慢等问题，从而获得高结合量和印迹效率的纤维状蛋白质分子印迹材料，目前还很少见到这方面的报道。

本专利把聚烯烃纤维材料强度大、韧性高、比表面积大等优点与蛋白质分子印迹水凝胶的软湿特性结合起来，通过γ-射线辐射引发聚烯烃纤维接枝聚丙烯酰胺，制备表层含有孔穴和位点的蛋白质分子印迹水凝胶材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是凝胶机械强度低、吸附速率慢和重复使用性差等问题。

本发明解决所述提高凝胶韧性和机械强度以及重复使用性技术问题的技术方案是设计一种纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶。

本发明的目的是提供一种γ-射线辐射引发制备纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶的方法。简单说本发明方法是：通过共辐射方法，用γ-射线辐射聚丙烯表面进行处理，形成自由基，与单体丙烯酰胺进行接枝反应得到所述的纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶。

本发明提供了辐射引发接枝制备纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶的方法，其纤维基蛋白质分子印迹聚合物水凝胶的组份和重量百分含量如下：