CN103073678A - 一种吸附多种蛋白质的离子液体聚合物材料的制备方法 - Google Patents

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邓启良
王俊平
方国臻
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Abstract

本发明涉及一种吸附多种蛋白质的离子液体聚合物材料的制备方法，其主要技术要点是以离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑氯和丙烯酰胺为功能单体，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，磷酸盐缓冲溶液为溶剂，在水相环境中合成对包括牛血清蛋白，牛血红蛋白，肌红蛋白，溶菌酶，细胞色素C在内的多种蛋白质具有较高吸附能力的功能材料。本发明成本低廉，合成过程简单，反应条件容易控制，所制成的离子液体蛋白质吸附材料可作为固相萃取吸附剂用于蛋白质的富集，在生物检测技术，生物传感器，大分子生物分离等方面有广泛的应用前景。

Description

一种吸附多种蛋白质的离子液体聚合物材料的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种吸附多种蛋白质的离子液聚合物材料的制备方法。
背景技术
蛋白质和酶在生物体内催化代谢反应、物质运转、运动的相互协调、兴奋的传导、生长与发育的控制等过程中都起着重要作用。因此，研究蛋白质对了解生命规律、指导工业生产、医药实践有着重大的理论与实践意义，而蛋白质的分离纯化是蛋白质研究中必不可少的一个环节。蛋白质研究的首要前提是将目标蛋白从复杂的大分子混合物中分离纯化出来，得到纯度较高且具有生物活性的蛋白质。然而，蛋白质的多样性和可变性在很大程度上限制了蛋白质纯化技术的发展。因此，找到一种能够高效分离蛋白质的材料对蛋白分离具有重要意义。离子液体，又称室温液体、室温有机盐、室温熔盐等，是指由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的，在室温或稍高于室温条件下呈液态的离子体系，既是有一定应用历史的功能材料，也是一种新型溶剂。离子液体的环境友好性完全满足绿色化学的需要，因为离子液体的主要特点是：非挥发性或称“零”蒸汽压(主要由此认为离子液体有绿色性)；熔点低(可低至零下90℃)；液程宽(可达200℃)；静电场强；电化学窗口宽；离子导电性与导热性良好、热容及热能储存密度高；热稳定性高(分解温度超过400℃)；选择性溶解力优秀，故称为“液体分子筛”；合成的可设计性。上述特点使得离子液体成为同时具有液体和固体的功能和特性的“固体”液体。此外，离子液体的种类多样性，加上各种特性的组合，使得构成大量性质和用途不同的功能材料和介质成为可能。近年来，离子液体作为有效的载体在分离富集中的应用受到了广泛的关注，但在常规的液-液萃取分离中，离子液体消耗量大，且分离效率较低，另外由于离子液体的黏度较大，使得萃取体系的相分离较为困难。离子液体的固定化能将离子液体的特性转移到固相载体上，利用固定化的离子液体作为分离富集的媒介则可以使操作大大简化，同时显著提高分离富集的效率。
本发明首次将离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑氯作为功能单体应用到聚合反应中，同时以N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在水相体系中合成出一种用于高效富集蛋白质的吸附材料。该材料对多种蛋白质具有较高的吸附能力，对溶菌酶的吸附能力尤为突出，可将其用作蛋白质固相萃取剂，为蛋白质样品的富集、分离和分析提供极大的方便。
发明内容
本发明的目的在于首次使用一种离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑氯作为功能单体，在水相环境中合成对多种蛋白质具有较高吸附能力的聚合物材料，本发明的技术方案是：
(1)先加入丙烯酰胺和1-乙烯基-3-丁基咪唑氯，再加入溶剂磷酸盐缓冲液和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌1h；通氮气5min后，加入过硫酸铵溶液和四甲基乙二胺溶液，25℃水浴聚合24h；
(2)将上述聚合物粉碎，置于圆底烧瓶中，加入乙酸-十二烷基硫酸钠溶液做洗脱剂，洗脱12h，然后用大量去离子水冲洗聚合物以除去残余的洗脱剂。冷冻干燥24h，研磨过筛，得到离子液体蛋白质吸附材料。
本发明的优点和积极效果是：
(1)本发明首次将1-乙烯基-3-丁基咪唑氯这种离子液体作为聚合反应中的功能单体，在水相环境中合成出的吸附材料与传统型蛋白质吸附材料相比具有传质速度快、比表面积大、生物相容性好的优点。该材料对多种蛋白质包括牛血清蛋白，牛血红蛋白，肌红蛋白，溶菌酶，细胞色素C具有较高的吸附能力，尤其对溶菌酶的吸附效果非常显著。该材料用化学合成方法制备，有较高的稳定性、较长的使用寿命和较强的抗恶劣环境能力。
(2)本发明成本低廉，实验操作简单，反应条件容易控制，所制成的离子液体蛋白质吸附材料可作为固相萃取吸附剂用于蛋白质的富集，在生物检测技术，生物传感器，大分子生物分离等方面有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明是利用功能单体与交联剂在水相环境中的聚合反应，合成对蛋白质具有较高吸附能力的功能材料，其具体实施例为：
(1)在25mL带塞的圆底烧瓶中加入0.570g丙烯酰胺和0.133g 1-乙烯基-3-丁基咪唑氯，7.2mL磷酸盐缓冲溶液(10.0mM，pH 6.8)，加入0.030g N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌1h使其完全溶解；通氮气5min后，加入10％(质量分数)过硫酸铵溶液200μl和5％(体积分数)四甲基乙二胺溶液100μl，25℃水浴聚合24h；
(2)将上述聚合物粉碎，置于圆底烧瓶中，加入10％(体积分数)乙酸溶液-10％(质量分数)十二烷基硫酸钠溶液做洗脱剂，洗脱12h，然后用大量去离子水冲洗聚合物以除去残余的洗脱剂。冷冻干燥24h，研磨过筛，得到离子液体蛋白质吸附材料。

Claims (2)

1.一种吸附多种蛋白质的离子液体聚合物材料的制备方法，其特征在于：
1)先加入丙烯酰胺和1-乙烯基-3-丁基咪唑氯，再加入溶剂磷酸盐缓冲液和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌1h；通氮气5min后，加入过硫酸铵溶液和四甲基乙二胺溶液，25℃水浴聚合24h；
2)将上述聚合物粉碎，置于圆底烧瓶中，加入乙酸-十二烷基硫酸钠溶液做洗脱剂，洗脱12h，然后用大量去离子水冲洗聚合物以除去残余的洗脱剂。冷冻干燥24h，研磨过筛，得到离子液体蛋白质吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种吸附多种蛋白质的离子液聚合物材料的制备方法，其特征在于：1-乙烯基-3-丁基咪唑氯与丙烯酰胺的摩尔比为1∶10；丙烯酰胺与N，N’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比19∶1；过硫酸铵溶液与四甲基乙二胺溶液的体积比为2∶1；洗脱剂为10％(体积分数)乙酸溶液-10％(质量分数)十二烷基硫酸钠溶液。
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