[发明专利]一种改变pH洗脱蛋白质的分子印迹水凝胶电极的制备方法

说明书

针对蛋白质分子印迹过程中蛋白质洗脱时间长，洗脱过程及反应热引起蛋白质变性等问题，本发明提供了一种改变pH洗脱蛋白质的分子印迹水凝胶电极的制备方法。首先制备海藻酸钠和硅酸钠的混合物水溶液，采用丝网印刷工艺将上述混合物水溶液印刷到丝网印刷技术制备的裸碳电极表面，裸碳电极提前经过氨基硅烷处理，然后将其浸泡到氯化钙水溶液中交联，得到负载蛋白质的海藻酸钙基水凝胶负载的裸碳电极。随后将上述含蛋白质的电极作为工作电极浸泡在不同pH值的含铁离子的洗脱液中进行循环伏安扫描，改变pH调控水凝胶的溶胀，调节电势控制蛋白质扩散的速率快速充分无损地洗脱蛋白质，该电极在蛋白质分析检测领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及一种改变pH洗脱蛋白质的分子印迹水凝胶电极的制备方法，属于功能材料、电化学和生物材料领域。

背景技术

分子印迹聚合物(MIPs)具有对目标分子的特异性选择，可以有效的识别目标分子，已被应用于多种生物传感领域例如分娩、催化、固相萃取、以及诊断和治疗学等。蛋白质印迹聚合物是能够识别蛋白质的新型高分子功能材料，可用于蛋白质组学，也可构建高灵敏度的仿生传感器，对蛋白质进行痕量分析。许多研究者成功地研究了小分子模板的分子印迹聚合物。然而，由于蛋白质结构的复杂性、构象的高度灵活性和蛋白质序列的多样性，对牛血清白蛋白(BSA)、牛血红蛋白(BHb)等大分子模板的分子印迹研究仍是一个巨大的挑战。目前，主要采用微接触印迹、印迹水凝胶和表位介导印迹等多种方法来克服这些问题，提高了蛋白质模板的印迹效率。但由于蛋白质体积大扩散速度慢，较难离开聚合物形成识别空穴。在蛋白质印迹过程中除去模板蛋白质和保持印迹结构的稳定性仍然非常困难。在蛋白质分子洗脱过程中，通常采用与蛋白质分子发生强烈相互作用并导致材料膨胀的表面活性剂，这会造成蛋白质的变性及表面活性剂的残留。有机溶剂会对基体结构造成不可逆的破坏，这种洗脱方法在某种程度上是有效的，但效率很低。因此，开发一种简便的蛋白质洗脱方法是十分必要的。

丝网印刷技术是促进生物传感器实际应用的关键技术之一，基于丝网印刷技术的电化学生物传感器的应用领域涉及医学检验监测、食品成份及安全检测、农产品和环境中农药残留检测等方面。在现代医学诊断与治疗中，快速方便得到某些临床项目检验的分析结果意义重大，尤其对于危重病人、野外救护以及需随时监测生理指标的患者。丝网印刷电极具有设计灵活、成本低和可批量制作的优点，在实验室研究和产品开发上都受到越来越多的关注。水凝胶具有高的含水率和良好的生物相容性，能保持蛋白质构象，可应用于蛋白质的分子印迹。

针对蛋白质分子印迹过程中蛋白质洗脱时间长，洗脱过程及反应热引起蛋白质变性等问题，本发明提供了一种改变pH洗脱蛋白质的分子印迹水凝胶电极的制备方法。首先溶解蛋白质、海藻酸钠和硅酸钠的混合物水溶液，采用丝网印刷工艺将上述混合物水溶液印刷到丝网印刷技术制备的裸碳电极表面，裸碳电极事先经过氨基硅烷处理，然后将其浸泡到氯化钙水溶液中交联，得到负载蛋白质的海藻酸钙基水凝胶负载的裸碳电极。随后将上述含蛋白质的电极作为工作电极浸泡在不同pH值的含铁离子的洗脱液中进行循环伏安扫描，改变洗脱液的pH值为弱碱性调控水凝胶的溶胀，调节电势控制蛋白质扩散的速率快速充分无损地洗脱蛋白质，该电极在蛋白质分析检测领域具有广泛应用前景。

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蛋白质分子印迹过程中蛋白质洗脱时间长，洗脱过程及反应热引起蛋白质变性等问题。

本发明解决所述蛋白质分子印迹过程中蛋白质洗脱时间长，洗脱过程及反应热引起蛋白质变性等问题的技术方案是提供一种改变pH洗脱蛋白质的分子印迹水凝胶电极的制备方法。

本发明提供了一种改变pH洗脱蛋白质的分子印迹水凝胶电极的制备方法，其特征是包括以下步骤：

a)配制质量百分比浓度为0.01％-2％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，将丝网印刷技术制备的裸碳电极用无水乙醇清洗干净，然后浸泡到3-氨基丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中1-24小时，在裸碳电极表面引入氨基；