[发明专利]一种富含硼酯的核壳式磁性复合微球的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米功能材料技术领域，具体涉及一种富含硼酯的核壳式磁性复合微球的制备方法及其应用。

背景技术

近年来，有机-无机杂化复合微球，尤其是磁性复合微球正受到人们的广泛关注。由于磁性高分子微球同时具有无机磁性材料的磁响应性和有机高分子的表面可修饰性，可以在外加磁场下方便、快速、高效的分离目标生物分子。因此，在蛋白分离纯化、细胞分离、磁共振检测和磁靶向载药等生物医学领域具有广泛的应用前景。

目前，通过乳液聚合方法（包括传统的乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合和细乳液聚合）可以制备出不同结构的磁性聚合物复合微球。但是乳液聚合对于结构以及磁含量的控制相对较差。要获得结构较好、磁含量可控的复合微球，通常需要借助过渡层（如二氧化硅），但是包覆中间的二氧化硅层会降低整个微球的磁饱和强度。另外由于乳液聚合大多采用过硫酸钾等带电水溶性引发剂，反应结束后往往使微球带上相应的电荷，会一定程度上影响后续的应用。并且该方法常常需要共聚疏水性单体，这会使得表面官能团密度下降。为了解决这一问题，回流沉淀聚合可以不用借助过渡层，直接在磁性纳米粒子表面包覆聚合物壳层，可以用不带电的油溶性引发剂，并且无需共聚其他单体，表面官能团密度较大。该方法简便易行，成本低廉，开发利用回流沉淀法直接包覆聚合物壳层是十分必要的。

蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰，糖基化对蛋白质的结构和功能有着重要的影响。目前，一半以上癌症的生物标志物是糖基化蛋白，因而糖蛋白质组学成为备受关注的研究热点，而从复杂的生物样品体系中富集糖蛋白/糖肽是蛋白质糖基化研究的重点和难点。目前常用的分离糖蛋白或糖肽的方法大多采用凝集素亲和法，肼化学法，亲水富集法和硼酸富集的方法。但是，凝集素法只能针对某些特定的糖型，对于很多的糖蛋白并不适合，且凝集素价格昂贵。而用肼化学法富集糖蛋白/糖肽必须要先将糖上的邻位羟基氧化成醛基，然后肼再和该氧化后的醛基反应，该过程复杂且只能适用于N糖的富集，有一定的局限性。亲水富集法利用糖蛋白/糖肽比其他蛋白或肽有更好的亲水性，从而与材料亲水相互作用，利用亲水性的材料可以将糖蛋白/糖肽从有机相中富集出来，并在水相里洗脱。但是，该富集方法特异性不好，因为该作用不是传统的化学键作用，其他非糖蛋白可能也有亲水性较好的容易被富集出来，并且它的回收率也不高。硼酸富集是一种较好的富集方法，利用硼酸在碱性条件下和糖蛋白上的邻羟基形成五元环，然后在酸性条件该五元环又能够解开，这是一种化学作用，所以其选择性较好。但是，这个富集会带来一定的非特异吸附，因为硼酸自身是疏水的，接到材料上会使得材料有一定的疏水性，从而导致富集时疏水性的非糖蛋白可能会被吸附。另外，该富集是在碱性条件下进行的，而人体内环境是偏中性的，要将人体内最原始的糖蛋白富集出来，碱性富集往往会使一些在该条件下不稳定的糖蛋白发生分解或变性，并不能富集得到人体内最原始的糖蛋白标志物。因此，开发一种可以在生理条件进行原位富集的亲水性好的材料是很有必要的，若能将其与磁性载体结合实现快速富集分离，必能解决目前糖蛋白富集上遇到的种种问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种制备过程简单、高效，磁含量高，能较大量特异性富集糖蛋白的富含硼酯的核壳式磁性复合微球的制备方法及其应用。

本发明针对背景技术中所存在的问题，提出了无需过渡层直接制备以无机磁性纳米晶团簇为核，聚丙烯酸为壳层的核壳式磁性复合微球的制备方法，并进一步进行酰胺化反应接上功能基团硼酯，由于该功能基团硼酯比之前报道过的硼酸有更好的亲水性，且其富集时所需要的pH较低，能实现生理条件下有效的糖蛋白分离富集。

本发明提出的富含硼酯的核壳式磁性复合微球的制备方法，具体步骤为： 

1、首先，以六水合三氯化铁、醋酸盐和柠檬酸盐为原料制备柠檬酸钠稳定的磁性纳米粒子团簇（简称磁簇）；

2、接着，使用溶胶凝胶法对磁簇表面进行修饰，使其表面带上活性的乙烯基官能团；

3、然后，以表面含有乙烯基的磁簇为种子，通过回流沉淀聚合的方法在磁簇表面包覆一层致密的含羧基聚合物的交联网络，得到以磁簇为核、含羧基聚合物网络为壳的磁性聚合物复合微球。

4、再利用氨基苯硼酯与前述表面富含羧基的核壳式复合微球进行酰胺化反应，使其表面具有硼酯官能团。

5、最后用该表面富含硼酯的磁性微球，进行分离纯化糖蛋白的实验。