[发明专利]一种具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球及其制备方法和应用，该方法通过液滴自组装法制得二氧化硅光子晶体球模板，通过静电吸附在其表面接枝表面印迹分子，以接枝表面印迹分子的二氧化硅光子晶体微球为模板，使含有内部印迹分子的水凝胶溶液填充满模板内部空隙，紫外固化后除去模板和生物印迹分子得到具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球，工艺简单、成本低廉；采用该方法制备的具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球通过多重分子印迹可以实现对目标印迹分子的高效、特异性吸附，反蛋白石结构微球提供了特定波长的反射峰和结构色，从而能够高效、特异地吸附血液中的目标生物分子并实时监测吸附进程，可应用于制备疾病检测药物。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球及其制备方法和应用。

背景技术

肾脏疾病是一种具有高发病率、高致死率的疾病，包括急性肾炎、慢性肾衰竭等。目前血液透析、血液灌流等治疗手段已经被广泛应用于肾病治疗，其原理在于通过吸附剂在体外对患者血液中过量的代谢废物如尿素、肌酐等分子进行清除。由于目前已有的吸附剂特异性较差，在吸附过程中会同时吸附其他的生物分子，进而导致破坏血液电解质平衡、体液酸碱平衡，使得患者在接受血液净化治疗的过程中承担较大的风险。

目前主要通过开发新型高效吸附剂的方法解决吸附效率不高、特异性吸附差的问题。新型高效的吸附剂主要包括离子交换树脂、活性炭、活性炭化树脂、免疫吸附柱等，这些吸附剂应用于血液净化必须具有良好的血液相容性、生物相容性，能够对目标生物分子特异性识别吸附。为此，迫切需要研究一种新型吸附剂，能够高效、安全地进行血液分子的特异性吸附与高效清除，同时能够实现对吸附进程的实时监测。

分子印迹是利用聚合物模拟酶-底物或抗体-抗原之间的相互作用，对印迹分子进行特异识别的技术。分子印迹技术由于具有稳定性、特异识别性、可重复性等优点，在色谱分离、固相萃取、仿生传感、医疗诊断、分析化学等领域得到了广泛应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球及其制备方法和应用，该反蛋白石结构微球以反蛋白石结构为主体，结合分子印迹技术，可实现对血液中目标分子的高效、特异性吸附，并监测吸附进程。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、采用二氧化硅纳米粒子自组装成二氧化硅光子晶体球模板；

步骤S2、通过静电吸附作用在二氧化硅光子晶体球模板表面接枝表面印迹分子，形成表面分子印迹；

步骤S3、将内部印迹分子和光引发剂溶解于水凝胶预聚溶液中，然后将含有内部印迹分子和光引发剂的水凝胶预聚溶液渗透到二氧化硅光子晶体球模板中，通过紫外固化形成光子晶体-水凝胶微球杂交体；其中，生物印迹分子包括表面印迹分子和内部印迹分子在固化水凝胶中形成各自的空间结构；

步骤S4、去除光子晶体-水凝胶微球杂交体中的二氧化硅光子晶体球模板、表面印迹分子和内部印迹分子，得到具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球。

进一步地，步骤S1中，二氧化硅纳米粒子通过液滴自组装法制得二氧化硅光子晶体球模板。

进一步地，所述表面印迹分子为溶菌酶，所述内部印迹分子均选自尿素、肌酐中的一种或两种。

进一步地，步骤S3中，所述水凝胶预聚溶液的成分为20%v/v的甲基丙烯酸酯明胶（GelMA）和20%v/v的聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）。

进一步地，步骤S3中，含有内部印迹分子和光引发剂的水凝胶预聚溶液的组成为20%v/v的甲基丙烯酸酯明胶（GelMA）、20%v/v的聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）、5%w/v的尿素、5%w/v的肌酐和1%v/v光引发剂。