[发明专利]一种金属螯合磁性微珠及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种金属螯合磁性微珠及其制备方法和应用，该磁珠采用液液反应，先将硅烷偶联剂与配体天冬氨酸或羧甲基天冬氨酸进行连接，再将连有配基的硅烷偶联剂与二氧化硅层连接，最后螯合金属离子，制成金属螯合磁性微珠。本发明采用这种方式避免了先将二氧化硅层与硅烷偶联剂连接再与配基连接时硅烷偶联剂的脱落，提高了金属螯合磁性微珠的制备效率及修饰配体的数量，同时也使得磁珠拥有更强的组氨酸标签蛋白选择性和分散稳定性以及化学稳定性。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，特别涉及一种金属螯合磁性微珠及其制备方法和应用。

背景技术

蛋白质是最重要的生物大分子之一，在生命系统中是绝大多数功能的执行者。而对目标蛋白质进行纯化和分离是研究蛋白质的基础。因此分离纯化蛋白显得尤为重要。目前分离纯化蛋白质多根据不同蛋白质的分子量、荷电状态、溶解度的不同以及官能团的差异而产生。代表方法有离子交换层析、电泳法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、超滤、凝胶层析、高效液相色谱层析、亲和层析等，此外，亲和层析中的金属螯合层析以其高效率、亲和性强、成本低、稳定性强等特点备受关注。

金属螯合层析具有很强的选择性和负载能力，是一种利用在载体上螯合过渡金属离子如Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺等分离纯化蛋白质的方法。金属离子存在空轨道可与目标蛋白质上的多种氨基酸如组氨酸、赖氨酸、色氨酸上的活性基团之间配位结合，从而使目标蛋白被吸附到带有金属离子的载体上，再用洗脱液将蛋白洗脱可得到纯化后的目标蛋白。水凝胶、硅胶、羟基磷灰石以及多孔玻璃是目前最常见的金属螯合层析载体，但其有分离速度较慢、选择性不够高、不能大规模生产等缺点。

与传统金属螯合层析介质相比，磁珠具有超顺磁性，良好的磁响应性和抗矫顽力。超顺磁性是指金属铁钴镍的颗粒小于临界尺寸是，当外场产生的磁取向力不足以抵抗热骚动的干扰时具有的性质。矫顽力是指当当撤去外磁场后磁感应强度并不变为0，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到0。而磁性纳米颗粒的抗矫顽力很强，当撤去磁场时，磁感应强度很容易退到0。目前的研究大多数采用由内向外的固相-液相逐步合成方法合成磁珠，这种传统方法在每一步向外合成时都需要较高温度和碱性条件，这种无法改变的反应条件使得在合成后一步时前一步合成上的物质容易脱落。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种金属螯合磁性微珠的制备方法，该制备方法使用液液合成的新方法，先将配体与硅烷偶联剂在液相中连接，再接到硅层上，反应条件相对温和，有效解决了现有金属螯合磁性微珠制备过程中配体容易脱落的问题，从而提高了磁珠制备的效率及修饰配体的数量，同时也使得磁珠拥有更强的选择性和稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种金属螯合磁性微珠的制备方法，包括以下步骤：

1)采用共沉淀法制得四氧化三铁磁珠后，包裹二氧化硅层，得到二氧化硅磁珠；

2)采用液相-液相合成方法合成配体后，与硅烷偶联剂结合，然后，再将连有配体的硅烷偶联剂连接到所述二氧化硅磁珠上，得到配体修饰的二氧化硅磁珠；

3)将所述配体修饰的二氧化硅磁珠与金属离子螯合，得到金属螯合磁性微珠。

可选地，所述步骤1)中采用共沉淀法制得四氧化三铁磁珠后，包裹二氧化硅层，得到二氧化硅磁珠，包括：

将铁盐和亚铁盐溶于除氧去离子水中，加入浓氨水水浴搅拌0.5h后，升温陈化，洗涤，得到四氧化三铁磁珠；

向所述四氧化三铁磁珠中加入去离子水和乙醇，超声分散后，加入浓氨水和正硅酸乙酯，在30℃下水浴搅拌一段时间，得到二氧化硅磁珠。