CN112516973A - 一种聚酰胺-胺树状大分子接枝型吸附材料用于溶液中磷酰化药物快速富集的方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚酰胺‑胺树状大分子接枝型吸附材料用于溶液中磷酰化药物快速富集的方法及应用，包括采用以聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺‑胺树状大分子接枝吸附剂用于磷酰化药物的富集，基于聚酰胺‑胺树状大分子和磷酰化基团之间特殊的相互作用，实现磷酰化药物的快速吸附等步骤；本发明提出的富集方法，在酸性和中性条件下对于磷酰化药物都具有较好的吸附效果，使用范围非常广泛，该方法不仅仅局限于磷酰化药物的快速富集，对于磷酰化蛋白、磷酰化多肽、磷酰化氨基酸等含有磷酰化基团的生物活性物质，以及类似结构的含磷抗病毒药物的富集和分析都具有非常重要的应用价值。

Description

一种聚酰胺-胺树状大分子接枝型吸附材料用于溶液中磷酰 化药物快速富集的方法及应用
技术领域
本发明涉及一种新型的溶液中磷酰化药物快速富集方法，特别是涉及一种聚酰胺-胺树状大分子接枝型吸附材料用于溶液中磷酰化药物快速富集的方法及应用。
背景技术
磷元素是构成生命体的重要元素之一，在生物体内既充当生命骨架的重要组成部分，又参与很多基础的生命活动，包括能量运输(ATP)、信号转导(环核苷酸)、信息存储(核酸)等。其中，大部分生命活动都是通过磷酰基的参与和调节来实现的。基于磷酰化结构特殊的生物活性，很多药物也通过磷酰化改造实现药效的进一步提升，例如：具有抗肿瘤活性的氮芥引入磷酰基团后，构建的环磷酰胺类抗癌药对肿瘤细胞表现出更好的选择性；白藜芦醇经磷酰化氨基酸修饰后，表现出更好的生物活性；以及目前用于抗新冠病毒实验的瑞德西韦抗病毒药物都含有磷酰化结构。随着磷酰化药物的不断开发与使用，寻找适当的材料，用于磷酰化药物的吸附与富集，对于这类药物的分离分析以及药物活性研究都具有十分重要的意义。
发明内容
本发明针对药物分子中特殊的磷酰化结构，提供了一种磷酰化药物快速富集的方法及应用。以苯乙烯-二乙烯基苯聚合物微球或者硅胶基质为载体，表面接枝的聚酰胺-胺树状大分子为功能化材料，利用聚酰胺-胺树状大分子和磷酰化基团之间特殊的相互作用，实现对溶液中磷酰化药物的快速吸附。本方法具有选择性强、富集时间短、效率高、回收率高以及可再生等优点，该方法的开发在磷酰化药物的研究中将会具有非常重要的应用价值。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明公开了一种新型的溶液中磷酰化药物快速富集方法，所述的富集方法包括如下步骤：
1)、采用以聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺-胺树状大分子接枝吸附剂用于磷酰化药物的富集，基于聚酰胺-胺树状大分子和磷酰化基团之间特殊的相互作用，实现磷酰化药物的快速吸附；
2)、采用洗脱机对吸附后的吸附剂进行洗脱，实现吸附剂的再生和循环使用，继续用于下一次磷酰化药物的富集。基于聚酰胺-胺树状大分子接枝型吸附材料大量末端氨基的质子化作用，在各个不同的pH溶液中，对于磷酰化药物都可以表现出良好的吸附效果，具有非常广阔的应用范围。
作为进一步地改进，用于磷酰化药物快速富集的吸附剂，是以含有环氧基官能团的聚合物微球或者硅胶微球为基质，在表面接枝聚酰胺-胺树状大分子材料，所述微球的粒径为5-8μm，孔径为
Figure BDA0002726671280000021
作为进一步地改进，所述的吸附剂表面聚酰胺-胺树状大分子的接枝反应的循环反应次数控制在1-3次为最佳，每一个循环最终末端官能团为整数代聚酰胺 -胺树状大分子的氨基官能团。
作为进一步地改进，所述步骤1)中磷酰化药物的富集在pH 3-7的溶液中，磷酰化药物的富集效率在pH 3-7的溶液中最佳。
作为进一步地改进，所述的步骤2)中的洗脱剂采用含有二乙胺等碱性添加剂的甲醇或乙醇溶液，具有较高的洗脱效率。
本发明还公开了一种聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺-胺树状大分子接枝吸附剂的应用，根据聚酰胺-胺树状大分子接枝型材料用于溶液中磷酰化药物快速富集的作用原理，聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺-胺树状大分子接枝吸附剂应用于磷酰化蛋白、磷酰化多肽、磷酰化氨基酸等含有磷酰化基团的生物活性物质，以及类似结构的含磷抗病毒药物的快速富集和分析。
本发明具有如下优点：
本发明提出了一种快速高效的溶液中磷酰化药物的富集方法，该方法具有操作简单、成本低、时间短、效率高、回收率高以及可再生等特点。该方法中，聚酰胺-胺树状大分子与磷酰化药物分子之间特殊的相互作用可以保证在较短时间(30s)内实现快速吸附。使用后的吸附剂，经过洗脱液的洗脱后可以循环使用，继续用于磷酰化药物的下一次富集。此外，本发明提出的富集方法，在酸性和中性条件下对于磷酰化药物都具有较好的吸附效果，使用范围非常广泛。因此，基于聚酰胺-胺树状大分子材料的吸附方法，对于未来磷酰化药物的快速富集以及分离分析将会具有十分重要的意义。此外，该方法不仅仅局限于磷酰化药物的快速富集，对于磷酰化蛋白、磷酰化多肽、磷酰化氨基酸等含有磷酰化基团的生物活性物质，以及类似结构的含磷抗病毒药物的富集和分析都具有非常重要的应用价值。
附图说明
图1是不同代数聚酰胺-胺树状大分子吸附剂的表面结构；
图2是该方法在不同pH条件下对溶液中磷酰化药物吸附后的HPLC色谱图，采用Agilent 1260液相色谱和Fuji NH2(4mm i.d.×250mm)色谱填料对溶液中磷酰化药物的含量进行测试。
具体实施方式
本发明公共开了一种聚酰胺-胺树状大分子接枝型吸附材料用于溶液中磷酰化药物快速富集的方法及应用，首先以粒径为5-8μm、孔径为
Figure BDA0002726671280000031
的聚合物微球或者硅胶微球为基质，通过甲基丙烯酸缩水甘油酯和环氧基硅烷化试剂，衍生化反应在表面引入环氧基官能团，再通过环氧基的开环反应，进一步接枝聚酰胺-胺树状大分子，制备出聚酰胺-胺树状大分子接枝型吸附材料。基质表面所接枝的聚酰胺-胺树状大分子通过乙二胺和丙烯酸甲酯的Micheal加成和酰胺化反应制备得到，接枝代数为1-3代，具体结构如图1所示，图1是不同代数聚酰胺-胺树状大分子吸附剂的表面结构。随后将制备的吸附材料用于溶液中磷酰化药物分子的快速吸附，溶液的pH范围为3-7，吸附时间为0.5-3min，通过树状大分子与磷酰化药物分子之间的相互作用将其富集。采用高效液相色谱法对药物分子的吸附效果进行检测，在不同pH条件下对溶液中磷酰化药物吸附后的 HPLC色谱图如图2所示，图2是该方法在各个pH条件下对溶液中磷酰化药物吸附后的HPLC色谱图，采用Agilent 1260液相色谱和Fuji NH2(4mm i.d.×250 mm)色谱填料对溶液中磷酰化药物的含量进行测试。测试结果表明，聚酰胺-胺树状大分子修饰的吸附材料，在酸性和中性溶液中，对于磷酰化药物都可以表现出良好的吸附效果，具有非常广阔的应用范围；
最后，将吸附有磷酰化药物分子的吸附剂收集并用洗脱剂洗涤烘干，可实现吸附剂的再生和重复使用。用于吸附剂再生的洗脱剂主要为含有二乙胺等碱性添加剂的甲醇或乙醇溶液，对吸附的磷酰化药物分子进行洗脱，取得了较高的回收率和较好再生效果，洗脱后的吸附剂可以继续循环使用；聚酰胺-胺树状大分子吸附材料对于磷酰化药物分子吸附，是基于聚酰胺-胺树状大分子和药物分子中磷酰化基团之间特殊的相互作用实现的。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
实施例1：聚合物微球吸附剂和甲醇洗脱剂
1、以聚合物微球为基质的吸附剂制备。以自制的聚苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球为基质，通过乙二胺的反应引入氨基官能团。分别依次与丙烯酸甲酯和乙二胺的甲醇溶液交替反应，改变交替反应的次数，接枝不同代数的PAMAM 树状大分子材料。其中聚苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球的粒径为5-8μm，孔径
Figure BDA0002726671280000041
树状大分子的接枝反应采用甲醇作为溶剂，反应温度为25℃，反应时间24h，每次接枝反应后微球用甲醇洗涤3次并真空干燥后再用于下一步反应。
2、溶液中磷酰化药物的富集。取适当浓度的磷酰化药物溶液，加入10-50mg 吸附材料分散于溶液中，超声富集0.5-3min后离心，取上清液过0.22μm滤膜后直接进样，采用C18色谱柱或氨基酸柱检测吸附效果。
3、吸附剂再生。将离心后的吸附剂用含有二乙胺的70％甲醇溶液少量多次洗涤离心，再用去离子水洗去缓冲盐，弃去上清液后将沉淀真空干燥，再生后的吸附剂可以用于磷酰化药物的下一次吸附。
实施例2：聚合物微球吸附剂和乙醇洗脱剂
1、以聚合物微球为基质的吸附剂制备。以自制的聚苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球为基质，通过乙二胺的反应引入氨基官能团。分别依次与丙烯酸甲酯和乙二胺的甲醇溶液交替反应，改变交替反应的次数，接枝不同代数的 PAMAM树状大分子材料。其中聚苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球的粒径为5-8μm,孔径
Figure BDA0002726671280000051
树状大分子的接枝反应采用甲醇作为溶剂，反应温度为25℃，反应时间24h，每次接枝反应后微球用甲醇洗涤3次并真空干燥后再用于下一步反应。
2、溶液中磷酰化药物的富集。取适当浓度的磷酰化药物溶液，加入10-50mg 聚酰胺-胺吸附材料分散于溶液中，超声富集0.5-3min后离心，取上清液过 0.22μm滤膜后直接进样，采用C18色谱柱或氨基柱检测吸附效果。
3、吸附剂再生。将离心后的吸附剂用含有二乙胺的70％乙醇溶液少量多次洗涤离心，再用去离子水洗去缓冲盐，弃去上清液后将沉淀真空干燥，再生后的吸附剂可以用于磷酰化药物的下一次吸附。
实施例3：硅胶吸附剂和甲醇洗脱剂
1、以硅胶微球为基质的吸附剂制备。将硅胶基质均匀分散于50mL甲苯溶剂中，加入γ-缩甘油氧基丙三甲氧基硅烷反应，制备得到表面含有环氧基的硅胶基质。随后，通过表面环氧基与乙二胺的反应引入氨基官能团，再分别依次与丙烯酸甲酯和乙二胺的甲醇溶液交替反应，改变交替反应的次数，接枝不同代数的PAMAM树状大分子材料。其中硅胶基质的粒径为5μm，孔径为
Figure BDA0002726671280000052
γ- 缩甘油氧基丙三甲氧基硅烷化试剂的浓度为10-20％(v/v)。树状大分子的接枝反应采用甲醇作为溶剂，反应温度为25℃，反应时间24h，每次接枝反应后微球用甲醇洗涤3次并真空干燥后再用于下一步反应。
2、溶液中磷酰化药物的富集。取适当浓度的磷酰化药物溶液，加入10-50mg 聚酰胺-胺吸附材料分散于溶液中，超声富集0.5-3min后离心，取上清液过 0.22μm滤膜后直接进样，采用C18色谱柱或氨基柱检测吸附效果。
3、吸附剂再生。将离心后的吸附剂用含有二乙胺的70％甲醇溶液少量多次洗涤离心，再用纯水洗去缓冲盐，弃去上清液后将沉淀真空干燥，再生后的吸附剂可以用于磷酰化药物的下一次吸附。
实施例4：硅胶吸附剂和乙醇洗脱剂
1、以硅胶微球为基质的吸附剂制备。将硅胶基质均匀分散于50mL甲苯溶剂中，加入γ-缩甘油氧基丙三甲氧基硅烷反应，制备得到表面含有环氧基的硅胶基质。随后，通过表面环氧基与乙二胺的反应引入氨基官能团，再分别依次与丙烯酸甲酯和乙二胺的甲醇溶液交替反应，改变交替反应的次数，接枝不同代数的PAMAM树状大分子材料。其中硅胶基质的粒径为5μm,孔径为
Figure BDA0002726671280000061
γ- 缩甘油氧基丙三甲氧基硅烷化试剂的浓度为10-20％(v/v)。树状大分子的接枝反应采用甲醇作为溶剂，反应温度为25℃，反应时间24h，每次接枝反应后微球用甲醇洗涤3次并真空干燥后再用于下一步反应。
2、溶液中磷酰化药物的富集。取适当浓度的磷酰化药物溶液，加入10-50mg 聚酰胺-胺吸附材料分散于溶液中，超声富集0.5-3min后离心，取上清液过 0.22μm滤膜后直接进样，采用C18色谱柱或氨基柱检测吸附效果。
3、吸附剂再生。将离心后的吸附剂用含有二乙胺的70％乙醇溶液少量多次洗涤离心，再用纯水洗去缓冲盐，弃去上清液后将沉淀真空干燥，再生后的吸附剂可以用于磷酰化药物的下一次吸附。
以上列举的仅是本发明的部分具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型的溶液中磷酰化药物快速富集方法，其特征在于，所述的富集方法包括如下步骤：
1)、采用以聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺-胺树状大分子接枝吸附剂用于磷酰化药物的富集，基于聚酰胺-胺树状大分子和磷酰化基团之间特殊的相互作用，实现磷酰化药物的快速吸附；
2)、采用洗脱剂对吸附后的吸附剂进行洗脱，实现吸附剂的再生和循环使用，继续用于下一次磷酰化药物的富集。
2.根据权利要求1所述的新型的溶液中磷酰化药物快速富集的方法，其特征在于，用于磷酰化药物快速富集的吸附剂，是以含有环氧基官能团的聚合物微球或者硅胶微球为基质，在表面接枝聚酰胺-胺树状大分子材料，所述微球的粒径为5-8μm，孔径为
Figure FDA0002726671270000011
3.根据权利要求1或2所述新型的溶液中磷酰化药物快速富集的方法，其特征在于，所述的吸附剂表面聚酰胺-胺树状大分子的接枝反应的循环反应次数控制在1-3次为最佳，每一个循环最终末端官能团为整数代聚酰胺-胺树状大分子的氨基官能团。
4.根据权利要求1所述的新型的溶液中磷酰化药物快速富集的方法，其特征在于，所述步骤1)中磷酰化药物的富集在pH 3-7的溶液中。
5.根据权利要求1所述的新型的溶液中磷酰化药物快速富集的方法，其特征在于，所述的步骤2)中的洗脱剂采用含有二乙胺等碱性添加剂的甲醇或乙醇溶液。
6.一种聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺-胺树状大分子接枝吸附剂的应用，根据聚酰胺-胺树状大分子接枝型材料用于溶液中磷酰化药物快速富集的作用原理，所述的聚合物微球或硅胶微球为基质的聚酰胺-胺树状大分子接枝吸附剂应用于磷酰化蛋白、磷酰化多肽、磷酰化氨基酸等含有磷酰化基团的生物活性物质，以及类似结构的含磷抗病毒药物的快速富集和分析。
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