[发明专利]氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G非共价复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，涉及石墨烯复合材料制备技术及其在蛋白质富集中的应用，具体的说是一种基于氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G非共价复合材料的制备及其功能化应用。

背景技术

传染病病原体本身作为抗原在生物机体内可产生相应特异的抗体，现有检测方法多是通过抗原-抗体间的特异识别来检测病原体的，如酶联免疫吸附技术、免疫荧光和免疫胶体金技术等。这些免疫学技术具有操作简便，结果易于分析等特点，然而免疫学检测方法的灵敏度相对较低，易造成结果的假阴性。为了提高免疫学检测方法对传染病病原体的检测灵敏度，通常采取通过对样品进行富集。对样品进行有效的前处理，可提高待检测样品中抗体的浓度，从而间接提高检测方法的灵敏度。目前针对抗体富集的商品化试剂多以琼脂糖、海藻糖为载体固载吸附抗体的重组链球菌蛋白G，如琼脂糖固载ProteinG约为80ug/mL，其固载蛋白量较低。因此研制对目标蛋白固载量大的载体，并通过有效固载重组链球菌蛋白G，对于实现抗体富集具有重要意义。

石墨烯是一种仅有一个碳原子厚度的二维纳米材料，是碳原子以SP2杂化轨道组成的六角形蜂巢晶格的平面薄膜。2004年由Novoselov等用胶带层层剥离法从石墨中分离得到，其理论厚度仅为0.335nm。单层石墨烯成为继碳纳米管之后的新型碳纳米材料，在物理、化学、材料、生物等众多领域掀起了巨大的研究热潮。石墨烯中无碳原子缺失，机械强度高、结构稳定、热稳定性好、化学稳定性高、比表面积大（2600m²·g^-1），而且具有良好的生物相容性，使其容易吸附其他生物分子，特别是氧化石墨烯除拥有大比表面积外，在其表面还存在大量的含氧基团，使氧化石墨烯更适用于吸附拥有较多化学基团的生物分子，如蛋白质、核酸等。当石墨烯材料与其他材料相复合时，利用其他材料的相关性质，即可实现生物分子的富集。

发明内容

有鉴于此，本发明利用氧化石墨烯的高比表面积的特性，通过非共价结合的方法，将重组链球菌蛋白G（PG）固载到氧化石墨烯（GO）材料上，制备出具有抗体吸附生物活性的高容量抗体富集材料。具体技术方案如下。

本申请提供的氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G非共价复合材料为重组链球菌蛋白G与氧化石墨烯的非共价结合物，所述氧化石墨烯与重组链球菌蛋白G的质量数之比为1：2.5-3。

本申请中所述非共价复合材料的制备方法包括如下步骤：

1）活化氧化石墨烯（GO）；

2）按照比例，将活化氧化石墨烯（GO）与重组链球菌蛋白G（PG）混合，并进行振荡孵育，离心后去上清，材料洗涤，所得材料即为氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G非共价复合材料（GOPG）。

进一步地，上述步骤1）中所述活化氧化石墨烯的步骤为：将氧化石墨烯重悬于去离子水中，室温超声将充分分散；按1份氧化石墨烯材料中同时加入8-12份N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和2-4份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)混匀后进行活化；洗涤材料后，即得活化的氧化石墨烯。

进一步地，本申请提供的氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G非共价复合材料在抗体纯化、抗体富集、病原体检测和/或生物样品前处理过程领域中的应用。

本发明具有如下优点：

1.本发明了优化了氧化石墨烯材料对重组链球菌蛋白A的固载条件，保持了蛋白的活性，并且提高了蛋白的固载量；

2.该方法的制备步骤简便、易于推广、重现性好；

3.该方法制备氧化石墨烯-重组链球菌蛋白A复合材料易于大规模生产，成本低。

附图说明

图1.制备材料MALDI检测；

图2.制备材料抗体吸附检测。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

（一）氧化石墨烯（GO）的活化

1.1mgGO重悬于1mL的去离子水中，室温超声3h，充分分散；

2.加入500mM2-(N-吗啉基)乙磺酸4-吗啉乙磺酸（pH6.1）（MES）500μL，然后同时16mg/mlNHS500μL和4mg/mlEDC500uL,混匀，室温快速搅拌30min；

3.材料用500mM（pH6.1）MES反复洗涤，除去残余的NHS和EDC，终体积为1mL；

4.溶液即为活化的GO。

（二）氧化石墨烯固载重组链球菌蛋白G