[发明专利]自催化ATRP制备血红蛋白印迹聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种血红蛋白印迹聚合物的制备方法，尤其是一种无需过渡金属催化剂的自催化ATRP制备血红蛋白印迹聚合物的方法。

背景技术

血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种重要蛋白质，它参与血液中CO₂的运输以及血液pH值的调节，临床上，血红蛋白的检测可为心血管疾病、肺部疾病、某些肿瘤疾病等提供诊断依据，因此，灵敏、准确检测血清中血红蛋白含量具有重要意义。

目前血红蛋白的常用检测方法有放射免疫分析法、酶联免疫分析法以及分子印迹技术等，放射免疫分析法及酶联免疫分析法需要制备抗体，利用血红蛋白与其抗体发生的特异反应（即免疫反应）进行检测。抗体制备周期长，尤其是单克隆抗体价格十分昂贵，同时，放射免疫分析需要特殊实验室，对操作人员身体损伤严重，而酶联免疫分析耗时较多。分子印迹技术是一种新型高效分离技术，其分离作用来源于分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers，MIP）所具有的类似天然抗体或酶的分子识别功能。与前两种分析方法相比，具有适应性强、化学稳定性高、对压力、温度极具耐受性等优点，同时，MIP的制备简单，重复性好，因此近年来发展迅速，在色谱分离、固相萃取、催化合成、免疫测定等领域具有广泛的应用。

分子印迹技术的核心是MIP的制备，现有的制备方法是通过模板分子与功能单体相互作用（如氢键、范德华力、静电作用等）形成复合物，在引发剂的作用下使功能单体、交联剂聚合形成具有适当刚性的聚合物，最后在一定条件下除去模板分子，聚合物中就形成了与模板分子大小、空间结构、电荷分布等多重互补的空穴，从而对模板分子具有识别选择性。“活性”/可控自由基聚合是目前高分子科学中非常活跃的研究领域，原子转移自由基聚合（ATRP）是实现“活性”/可控聚合的有效手段，它以有机卤化物为引发剂，低价态过渡金属配合物（除常见的Cu外，还包括Fe、Co、Ti等的配合物）为卤原子载体（过渡金属催化剂），通过氧化还原反应，在活性种与休眠种之间建立动态平衡，可以对聚合物的端基、组成、结构、分子量等进行有效控制；同时，ATRP能够实现水相、室温、一定pH下的表面引发、原位聚合等。可见，催化剂是ATRP体系的重要组成部分，它决定着休眠种与活性种之间可逆转化反应的平衡。目前已有将三电极体系引入ATRP的相关报道，所公开的操作方法如下：将引发剂修饰电极作为工作电极，工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；将此三电极体系放入由功能单体、交联剂、模板分子以及低价态过渡金属配合物配制成的溶液中，在工作电极与参比电极之间恒定电势一定时间，得到聚合物；再用洗脱液洗脱模板分子并脱除催化剂，得到印迹聚合物。

然而，如采用现有ATRP方法制备蛋白质MIP，则存在如下问题：

1. 所需的低价态金属配合物对空气等敏感而不易保存；

2. 所需的低价态金属配合物对蛋白质等生物大分子具有一定的毒性；

3. 脱除催化剂的后处理工艺比较复杂，加大制备成本。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种不需过渡金属催化剂的自催化ATRP制备血红蛋白印迹聚合物的方法。

本发明的技术解决方案是：一种自催化ATRP制备血红蛋白印迹聚合物的方法，其特征在于按照如下步骤进行：

a. 将含溴化合物修饰电极作为工作电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 将所述三电极体系放入由功能单体、交联剂和血红蛋白分子配制成的溶液中，在工作电极与参比电极之间施加-0.3～-0.8V恒定电势60～240min，得到血红蛋白聚合物；

c. 用洗脱液洗脱血红蛋白分子，得到血红蛋白质印迹聚合物。

本发明利用血红蛋白的含铁性质，通过电势控制血红蛋白中铁的价态，使其作为模板分子的同时作为催化剂，无需另外添加过渡金属催化剂，解决了现有ATRP技术应用于血红蛋白印迹聚合物制备时所存在的低价态金属催化剂对空气等敏感而不易保存，催化剂对蛋白质等生物大分子具有一定的毒性以及脱除催化剂后处理工艺比较复杂等问题。本发明所制备的印迹聚合物具有较好的识别性，并可利用电化学方法对血红蛋白实现较好的检测。

附图说明

图1是本发明实施例1的原理及过程示意图。

图2是本发明实施例1的不同电极在含有0.1mmol/L的[Fe(CN)₆]^3-/4-的磷酸盐缓冲液中的循环伏安图。