[发明专利]一种基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法及其应用

说明书

一种基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法,包括制备高交联度的疏水性聚合物核且粒径为2～10微米、在疏水性聚合物核表面形成一薄层亲水聚合物、形成多孔的亲水聚合物凝胶壳层且厚度为0.1～5微米。各层之间均以共价键的方式连接，通过表面接枝共聚或表面引发的活性聚合以及通过表面环氧开环键合或含卤素功能团的取代反应等方式来实现。制备的核壳结构聚合物微球粒径均一、耐高压、耐酸碱且表面可修饰从而制备含各种表面功能团的聚合物微球。上述合成的核壳结构含各种表面功能团的聚合物微球可以应用于色谱分离分析生物分子，尤其是蛋白质分子。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，涉及一种核壳结构的聚合物微球，具体来说是一种具有粒径均匀、适合于蛋白质色谱分离分析的核壳结构聚合物微球的制备方法及其应用。

背景技术

高效液相色谱(HPLC)用于分离分析生物分子，尤其是蛋白质分子，在生物医药和临床诊断领域以及生命科学的研究中发挥着越来越大的作用。色谱填料是HPLC技术的核心和基础。一般来说，色谱填料可以分为无机基质和有机基质。无机基质如硅胶，其具有刚性好、结构稳定、表面易修饰等优点，在HPLC中应用广泛。有机基质如聚合物微球或聚多糖微球，惰性好、耐酸碱、可修饰性强，特别适合于生物分子如蛋白质的分离分析，但常用的聚合物微球的刚性仍然不能满足HPLC高速分离的需要；而常用的琼脂糖微球耐压性更低，只能用于低压或中压液相色谱领域。聚苯乙烯类或聚丙烯酸酯类聚合物微球可以通过交联提高其刚性；直接用交联剂来制备聚合物微球以及后续的表面修饰也有一些报道，但其表面结构和性质并不能满足HPLC分离蛋白质的需要。

发明内容

针对现有色谱填料中的上述一些问题，本发明提供了一种核壳结构的聚合物微球的制备方法及其应用，所述的这种核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球主要解决现有色谱填料的耐压性差、分离效率低、以及颗粒不均一等问题。

一种基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法，包括如下步骤：

1)利用自由基聚合的方法，以AIBN作为引发剂，在乙腈溶剂中50℃～100℃聚合二乙烯苯，在5～10小时后形成粒径在2um～10um之间的疏水性聚合物微球；

2)步骤1)的聚合反应完成80％～95％的时候加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、乙酸乙烯酯中的一种，其用量是步骤1)中二乙烯苯用量的5％～20％；

3)步骤2)形成的聚合物复合微球进行化学处理，然后通过表面接枝共聚或表面引发的活性聚合以及通过表面环氧开环键合或含卤素功能团的取代反应等方式形成多孔的亲水聚合物凝胶壳层。

优选的，所述基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法，步骤3)中制备的多孔的亲水聚合物凝胶壳层的厚度在0.1um～5um之间，所述亲水聚合物凝胶壳层组成可以是一般亲水性聚合物，也可以是葡聚糖或琼脂糖等聚多糖类生物材料。

优选的，所述基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法,步骤3)中所述化学处理包括在酸碱溶液中的水解，键合可以引发进一步键合或聚合反应的特征分子。

优选的，所述基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法,步骤3)中所述表面接枝共聚或表面引发的活性聚合包括原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)。

优选的，所述基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法,步骤3)中所述表面环氧开环键合或含卤素功能团的取代反应在碱性条件下进行的，其pH范围是9～14。

优选的，所述基于核壳结构的蛋白质分离分析用聚合物微球的制备方法,所得到的核壳结构的聚合物微球表面可以进一步修饰接上各种化学功能团或和生物分子：如离子交换基团羧基、硫酸根、磷酸根、叔胺、或季铵盐等，烷基链如丁基，辛基、或苯基等，金属离子螯合物，混合功能团，亲和配体、链霉亲和素，抗原或抗体等。