CN105289518A - 氧化石墨烯-重组链球菌蛋白g复合材料及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合物材料及其制备方法和应用。本技术中利用氧化石墨烯的高比表面积的特性，通过共价结合的方法，将重组链球菌蛋白G固载到氧化石墨烯材料上，制备出具有抗体吸附生物活性的高容量抗体富集材料。制得的氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料可用于抗体纯化、抗体富集、病原体检测、生物样品前处理等领域。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，涉及石墨烯复合材料制备技术及其在蛋白质富集中的应用，具体的说是一种基于氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料的制备及其功能化应用。
背景技术
传染病病原体本身作为抗原在生物机体内可产生相应特异的抗体，现有检测方法多是通过抗原-抗体间的特异识别来检测病原体的，如酶联免疫吸附技术、免疫荧光和免疫胶体金技术等。这些免疫学技术具有操作简便，结果易于分析等特点，然而免疫学检测方法的灵敏度相对较低，易造成结果的假阴性。为了提高免疫学检测方法对传染病病原体的检测灵敏度，通常采取通过对样品进行富集。对样品进行有效的前处理，可提高待检测样品中抗体的浓度，从而间接提高检测方法的灵敏度。目前针对抗体富集的商品化试剂多以琼脂糖、海藻糖为载体固载吸附抗体的重组链球菌蛋白G，由于其自身固载容量限制，其抗体吸附率较低，吸附容量在27mg/mL载体左右(GEHealthcareLifeSciences，28-9768-01AA)。因此研制对目标蛋白固载量大的载体，并通过有效固载重组链球菌蛋白G，对于实现抗体富集具有重要意义。
石墨烯是一种仅有一个碳原子厚度的二维纳米材料，是碳原子以SP2杂化轨道组成的六角形蜂巢晶格的平面薄膜。2004年由Novoselov等用胶带层层剥离法从石墨中分离得到，其理论厚度仅为0.335nm。单层石墨烯成为继碳纳米管之后的新型碳纳米材料，在物理、化学、材料、生物等众多领域掀起了巨大的研究热潮。石墨烯中无碳原子缺失，机械强度高、结构稳定、热稳定性好、化学稳定性高、比表面积大(2600m2·g-1)，而且具有良好的生物相容性，使其容易吸附其他生物分子，特别是氧化石墨烯除拥有大比表面积外，在其表面还存在大量的含氧基团，使氧化石墨烯更适用于吸附拥有较多化学基团的生物分子，如蛋白质、核酸等。当石墨烯材料与其他材料相复合时，利用其他材料的相关性质，即可实现生物分子的富集。
发明内容
本技术中利用氧化石墨烯的高比表面积的特性，通过共价结合的方法，将重组链球菌蛋白G固载到氧化石墨烯材料上，制备出具有抗体吸附生物活性的高容量抗体富集材料。
本发明采用的技术方案为：
(一)氧化石墨烯(GO)的活化
1.GO重悬于去离子水中，室温超声将其充分分散；
2.在1份GO中同时加入15-25份N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和5-10份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，混匀后室温快速搅拌；
3.材料用2-(N-吗啉基)乙磺酸4-吗啉乙磺酸(MES)溶液反复洗涤，除去残余的NHS和EDC后，材料即为活化的GO。
(二)将活化的GO进行聚乙烯亚胺修饰
1份活化的GO中加入15-30份聚乙烯亚胺(PEI)，室温震荡，离心后去上清，沉淀即为固载PEI的氧化石墨烯材料(GOPEI)。
(三)重组链球菌蛋白G(PG)的活化
1.将PG溶于500mM(pH6.1)2-吗啡乙磺酸(MES)溶液中；
2.1份PG同时加入3-5份NHS和7-10份EDC混匀，快速搅拌；
3.除去残余的NHS和EDC后，材料即为活化的PG。
(四)GOPEI固载活化的PG
1.选择按照1：1.5-2的比例，将上述(二)制备的材料GOPEI与(三)制备的活化PG，混合进行振荡孵育；
2.离心后去上清，用MES反复洗涤，所得材料即为氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料(GO-PG)。
(五)应用领域
将制得的氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料用于抗体纯化、抗体富集、病原体检测、生物样品前处理等领域。
本发明具有如下优点：
1.本发明优化了氧化石墨烯材料对重组链球菌蛋白G的固载条件，保持了蛋白的活性，并且提高了蛋白的固载量。
2.该方法的制备步骤简便、易于推广、重现性好。
3.该方法制备氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料易于大规模生产，成本低。
附图说明
图1为制备材料MALDI检测；
图2为制备材料抗体吸附检测。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不以任何方式受下述实施例的限制。
实施例1
(一)氧化石墨烯(GO)的活化
1.1mgGO重悬于1mL的去离子水中，室温超声3h，充分分散；
2.加入500mM(pH6.1)MES500μL，然后同时30mg/mlNHS500μL和10mg/mlEDC600uL,混匀，室温快速搅拌30min；
3.材料用500mM(pH6.1)MES反复洗涤，除去残余的NHS和EDC，终体积为1mL。
(二)将活化的氧化石墨烯材料进行PEI修饰
1.在上述材料中加入15mgPEI，室温震荡1h；
2.16400×g/10min离心后去上清，沉淀即为GOPEI。
(三)重组链球菌蛋白G的活化
1.取500ugPG溶于500mM(pH6.1)MES1mL中；
2.然后同时加入1.5mgNHS和3.5mgEDC混匀，快速搅拌30min；
3.溶液即为活化的PG。
(四)氧化石墨烯固载重组链球菌蛋白G
1.选择按照1：1.5的比例，将上述(二)制备的材料GOPEI与(三)制备的活化的PG，混合进行4℃振荡过夜孵育；
2.16400×g/10min离心后去上清，加入500mM(pH6.1)MES洗涤三次，所得材料即为氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G(GO-PG)复合材料。
(五)固载材料蛋白性质检测
制得的材料进行MALDI检测，结果如图1所示:图A为GO-PG，图B为PG，PG分子量为31KD，在15527处为PG峰，其余为杂峰。说明材料上固载的蛋白是PG。
(六)固载材料功能检测
将制备的GO-PG复合材料经牛血清白蛋白封闭后，与异硫氰酸荧光素(FITC)标记的免疫球蛋白G(IgG)孵育2h，通过倒置荧光显微镜观察，如图2所示，A列图为白光场，不规则状物质即为GO-PG复合材料，B列图为相应位置的绿色荧光场，在400倍视野下通过左右对比可见，GO-PG复合材料周边有明显的荧光表达，说明FITC标记的IgG被吸附在材料上，提示GO-PG复合材料上蛋白G的活性保持良好。
实施例2
氧化石墨烯(GO)的活化方案中，NHS浓度改为50mg/ml，其他同实施例1，可制备得GO-PG复合材料。
实施例3
氧化石墨烯(GO)的活化方案中，EDC浓度改为20mg/ml，其他同实施例1，可制备得GO-PG复合材料。
实施例4
将活化的氧化石墨烯材料进行PEI修饰方案中，PEI调整为30mg，其他同实施例1，可制备得GO-PG复合材料。
实施例5
重组链球菌蛋白G的活化方案中，NHS调整为2.5mg，其他同实施例1，可制备得GO-PG复合材料。
实施例6
重组链球菌蛋白G的活化方案中，EDC调整为5mg，其他同实施例1，可制备得GO-PG复合材料。
实施例7
氧化石墨烯固载重组链球菌蛋白G方案中，比例调整为1：2，其他同实施例1，可制备得GO-PG复合材料。
Claims (5)
1.氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料，其特征在于：活化的氧化石墨烯(GO)先固载聚乙烯亚胺(PEI)，然后将活化的重组链球菌蛋白G以一定的比例共价结合到PEI上。
2.一种权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于：
1)1份活化的GO中加入15-30份聚乙烯亚胺(PEI)，室温震荡，离心后去上清，沉淀即为固载PEI的氧化石墨烯材料(GOPEI)；
2)按照GOPEI与固载活化的PG质量数之比为：1：1.5-2的比例，将上述GOPEI与活化的PG，混合进行振荡孵育；离心后去上清，材料洗涤，所得材料即为氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料(GO-PG)。
3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
氧化石墨烯(GO)的活化过程为：
GO重悬于去离子水中，室温超声将其充分分散；按1份GO材料中同时加入15-25份N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和5-10份1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)混匀后进行活化；洗涤后即得活化的GO。
4.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
重组链球菌蛋白G的活化过程为：将PG溶于MES溶液中；按1份PG中同时加入3-5份NHS和7-10份EDC混匀后进行活化，材料即为活化的PG。
5.一种权利要求1所述的氧化石墨烯-重组链球菌蛋白G复合材料用于抗体纯化、抗体富集、病原体检测、或生物样品前处理过程中。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106124770A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-16 | 同济大学 | 一种高灵敏度可回收纳米生物传感器及其制备方法与应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103732533A (zh) * | 2011-05-19 | 2014-04-16 | 纽约城市大学研究基金会 | 化学修饰的石墨烯 |
| WO2014080519A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ナノカーボンを用いた臨床検査 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2014080519A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ナノカーボンを用いた臨床検査 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BIAO CHEN等: "Polyethylenimine-functionalized graphene oxide as an efficient gene delivery vector", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY》 * |
| BO JIANG等: "New GO–PEI–Au–L-Cys ZIC-HILIC composites：synthesis and selective enrichment of glycopeptides", 《NANOSCALE》 * |
| 谭抑扬等: "GMＲ 免疫芯片的蛋白质固定及检测研究", 《功能材料与器件学报》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106124770A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-16 | 同济大学 | 一种高灵敏度可回收纳米生物传感器及其制备方法与应用 |
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