[发明专利]一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法，以O‑乙基‑S‑(1‑苯乙基)二硫代碳酸酯作为链转移剂，溴化1‑丁基‑3‑乙烯基咪唑和4‑氯甲基苯乙烯作为功能单体，采用可逆加成‑断裂链转移聚合技术，得到嵌段大分子链前驱体，进一步与乙烯基咪唑反应，提纯后得到功能嵌段大分子链单体，并与DNA自组装，在过硫酸铵和四甲基乙二胺引发体系中聚合即得DNA印迹水凝胶。本发明通过嵌段大分子链单体的设计和应用，一方面能够在印迹过程中维持DNA良好的结构稳定性，确保了印迹孔穴的精确和完整；另一方面，嵌段大分子链单体中高度集中的交联区链段能够高效构筑印迹孔穴结构，上述条件都对实现高识别性DNA印迹材料的提供了保证。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法。

背景技术

在过去的几十年里，脱氧核糖核酸(DNA)检测由于其相关的应用而引起了极大的关注，特别是在分子诊断和不同疾病的早期诊断，如遗传疾病、癌症、病毒感染和慢性疾病。在这些疾病的中，DNA的识别与分离至关重要。因此，探索新颖的DNA质识别和分离方法，研制出高效的DNA分离新材料成为目前生物、化学和材料等领域研究工作者孜孜追求的目标。

分子印迹聚合物(MIP)是具有研究目标的材料，因为它们具有目标分子的人工识别腔。识别腔在形状，大小和官能团排列方面补充了目标分子的化学结构。MIP的三个特殊特征使其成为了深入研究的目标：(1)它们的高亲和力和选择性与天然受体相似。(2)其独特的稳定性，优于天然生物分子所显示的稳定性；(3)其制备的简便性以及在不同实际应用中的适应性。分子印迹聚合物材料对于模板分子的智能性识别作用，主要是源于聚合物中存在与模板分子的形状、大小以及官能团具有相互匹配功能的印迹孔穴，此技术的提出受到了国内外学者的关注。与以小分子为模板的印迹技术相比，近些年DNA质印迹技术的发展则相对缓慢，究其原因主要是由于其较低的识别能力难以满足现代生物医学领域发展的实际需求。影响DNA印迹技术识别性的一个重要因素是模板DNA在印迹过程中的结构稳定性。传统功能单体和交联剂相对于DNA较小的分子体积赋予了它们很强的灵活性，使其较为容易地渗透到DNA质内部，因而破坏了DNA内部维持结构和构象稳定的氢键，造成DNA结构的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法，嵌段大分子链单体是由与DNA产生良好相互作用的“功能区链段”和可以构筑精确印迹孔穴结构的“交联区链段”组成。该大分子链单体的应用一方面能够保持DNA的结构稳定性，另一方面在分子印迹材料中能够获得具有高特异性相互作用的印迹孔穴结构。

为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯和溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑溶于有机溶剂中，加入引发剂在无氧条件下，在预定反应温度和时间(反应温度和时间根据AIBN半衰期确定)，反应得到嵌段大分子链转移剂；反应路线为：

其中，X取值10-200；

2)在有机溶剂中分别加入嵌段大分子链转移剂、4-氯甲基苯乙烯和引发剂，在无氧条件下反应，在预定反应温度和时间(反应温度和时间根据AIBN半衰期确定)，得到嵌段大分子链前驱体；反应路线为：

其中，y取值10-100；

3)将该大分子链前驱体与乙烯基咪唑进行烷基化反应，获得最终功能大分子链单体；反应路线为：

4)将DNA和功能大分子链单体置于磷酸缓冲溶液中组装，依次加入过硫酸铵和四甲基乙二胺，在无氧条件反应，得到DNA印迹水凝胶：