[发明专利]一种在水醇混合溶剂中制备聚合物微球的方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物材料和分析技术，具体地涉及一种含有4-乙烯基苯硼酸聚合物纳微球的制备方法以及在糖蛋白富集中的应用。

背景技术

随着人类基因组测序的结束，蛋白质组学逐渐成为大家关注的焦点，其中对翻译后修饰蛋白的分析与鉴定是蛋白质组学研究的重点。糖蛋白作为一种非常重要的翻译后修饰蛋白，参与细胞的生长、细胞之间信息传导、免疫等过程。但是由于在生物体内含量少，其容易被其他非糖基化蛋白干扰，并且在质谱中不容易电离等特点，对其鉴定之前，需要对其经行富集。

硼酸亲和作用机理是硼酸基团对于1，2-邻二羟基化合物在碱性的条件下结合形成五元环的脂类，在酸性条件下还原解离，因此，对于糖类、RNA、核酸、糖蛋白和糖肽等具有1，2-邻二羟基结构的分子具有较强的特异性富集能力。使用硼酸机理材料对糖类，糖蛋白的富集得到越来越多的关注。

专利CN 101684005A采用在磁性纳米粒子表面的氨基分别于己二酰氯、3-氨基苯硼酸反应制备表面修饰的硼酸基团的纳米材料，并且用于糖蛋白与糖肽的富集，但是采用这种方法制备的材料步骤较为复杂，消耗时间大，并且在制备上要求较高。

利用3-丙烯酰氨基苯硼酸作为单体(APBA)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)聚合形成聚合物微球，并且用于对糖进行富集(Véronique Lapeyre，Isabelle Gosse，Sylviane Chevreux，and Valérie Ravaine，Biomacromolecules 2006，7，3356-3363)。但是，其合成过程中加入了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)，能够残留在聚合物微球的表面，残留的SDS对很多化合物都具有很强非特异性吸附，使用该方法制备的材料用于富集其特异性下降。

发明内容

本发明目的是克服现有技术中的不足，提供一种制备单分散的纳米/微米级带有苯硼酸功能聚合物微球及其制备方法以及用于对糖蛋白分离富集的应用。本发明以4-乙烯基苯硼酸作为单体，使用水和乙醇作为混合溶剂采用一步法制备了具有单分散的纳米/微米聚合物微球。该方法简单、省时、易行是绿色聚合反应。得到的产物颗粒形状规整，单分散性好，表面不含有任何表面活性剂和添加剂。利用该聚合物材料作为富集材料，对糖蛋白的分离富集以及MALDI-TOF/MS直接分析，从而解决了样品的分析困难，同时也为聚合物纳米/微米球的应用开辟了新的途径。

本发明提供的制备聚合物微球的方法，包括如下步骤：

步骤一：在25mL的圆底烧瓶中，装上冷凝管，加入乙醇和水的混合溶液，加入单体、交联剂和引发剂等，超声1分钟，使得加入的试剂溶解形成均匀的溶液，之后通氮气15分钟，加入磁力搅拌子。反应装置放在油浴锅中均匀缓慢加热，在30min内升温至60～80℃。磁力搅拌子保持300rad/min速度。维持60～80℃条件下反应10～24小时，停止反应，冷却至室温。

步骤二：使用高速离心机用10000rad/min的速度离心，去除上清液，加入乙醇和水的混合溶液洗三遍，之后用四氢呋喃、丙酮、无水乙醚各洗涤3遍后，50℃真空干燥箱内真空干燥24小时。

在步骤一中，所说的单体选自4-乙烯基苯硼酸或者4-乙烯基苯硼酸和甲基丙烯酸的混合物，混合物中两者的摩尔比例为1∶1-4。交联剂选自N，N-亚甲基双丙烯酰胺或者N，N-亚甲基双丙烯酰胺和二乙烯基苯混合物，混合物中两者的摩尔比例为3～6∶1。引发剂选偶氮二异丁腈。单体与交联剂之间的摩尔比例为3～6∶1。混合溶液为乙醇和水，其中乙醇占总溶剂的体积比为：10％-30％。含有单体，交联剂和引发剂的溶剂中，单体和交联剂总重量浓度为1％～2％，引发剂的重量浓度为0.05％～0.1％，余量为混合溶剂。

在步骤二中，制备出来的单分散聚合物微球，其粒径为200nm～1μm，聚合物微球的PdI小于0.15。

使用水-醇混合溶剂制备聚合物纳/微球的方法，其制备得到的聚合物微球可以用于分离或富集糖蛋白。

本发明的优点如下：

1.本发明提供的聚合物纳微球制备方法，采用乙醇与水的混合溶液作为溶剂，提高了功能单体4-乙烯基苯硼酸的溶解性，克服了以往方法采用在溶剂中增加SDS等表面活性剂的方法，增强材料的特异吸附能力，并且乙醇和水都是无毒无害的溶剂，因此该反应对环境友好是典型的绿色反应，

2.本发明提供的聚合物纳微球制备方法，采用“一锅法”合成步骤简单、易行、成本低廉、制备过程中反应条件温和，易于操作，因此，便于推广普及。