[发明专利]一种糖基功能化细菌毒素分子印迹聚合物、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖基功能化细菌毒素分子印迹聚合物及其制备方法，具体涉及一种对模板分子细菌毒素具有专一识别能力的糖基功能化分子印迹聚合物及其制备方法；本发明还涉及糖类化合物作为功能化单体在制备细菌毒素分子印迹聚合物中的应用。

背景技术

许多细菌病原体合成的毒素是致病的首要因素。这种产生毒素的能力是许多细菌病原体致病的潜在机制。细菌毒素主要有三种：外毒素、内毒素和非蛋白毒素。外毒素是一种典型的水溶性蛋白，是细菌在指数生长期分泌的已知可感染人类毒性最强的细菌毒素，在很低浓度时就具有很高的毒性。因此，开发一种准确度高、特异性强、快速检测细菌毒素的方法，对食物中毒、水污染等突发事故做出快速诊断，并选择合适的应对措施，对于食品与环境控制以及国防安全都是十分重要的。

目前检测细菌毒素的方法主要有生物学方法，如：动物测毒法和细胞测毒法；免疫学方法，如：有反向被动血凝实验(RPHA)、被动免疫溶血试验(PIH)、毒素与抗毒素琼脂扩散试验、放射免疫测定(RIA)和酶联免疫吸附试验(ELISA)；分子生物学方法，如：PCR法。上述这些方法虽然灵敏度较高，稳定性较好，但缺点是操作时间长、步骤复杂、结果准确性不够。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明提供了一种糖基功能化细菌毒素分子印迹聚合物及其制备方法，以实现对细菌毒素的高特异性、高灵敏度的识别。

本发明还提供了糖类化合物作为功能化单体在制备细菌毒素分子印迹聚合物中的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

所述的糖基功能化细菌毒素分子印迹聚合物，由细菌毒素模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂、引发剂按0.01-10∶1∶0.5-8∶30-65∶0.05-0.20的摩尔比混合，再经原位聚合得到。所述功能单体为糖类化合物，所述糖类化合物为A-D-吡喃糖基甘露糖、N-乙酰糖胺、N-乙酰乳糖胺、唾液酸神经节苷脂或神经酰胺三己糖苷。

所述细菌毒素为白喉毒素、破伤风毒素、肉毒杆菌毒素、绿脓杆菌外毒素A、中毒性休克毒素1、链球菌致热外毒素、霍乱毒素、绿脓杆菌外毒素a或志贺氏毒素。

所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N，N-亚甲基二丙烯酰胺、N，N-1，4-亚苯基二丙烯酰胺、3，5-二(丙烯酰胺)苯甲酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、N，O-二丙烯酰-L-苯丙胺醇、季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯；优选为乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯。

所述的致孔剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、异丙醇、四氯化碳、杂环化合物酰胺或砜类化合物，优选为二氯甲烷或氯仿。

所述引发剂为有机过氧化物或偶氮类化合物，优选为偶氮二异丁腈。

上述糖基功能化细菌毒素分子印迹聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将细菌毒素模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂、引发剂按一定摩尔比混合均匀，加入反应器中，通入氮气密封，在热引发或光引发条件下进行原位聚合，得到含有细菌毒素的聚合物；

(2)将上述得到的聚合物从反应器中取出，研磨、过筛，用洗脱液洗脱至不含细菌毒素，然后用有机溶剂清洗至中性，真空下干燥，即制得本发明的分子印迹聚合物。

所述的热引发条件为：聚合温度控制在60℃～90℃，恒温反应12～48小时；光引发反应条件为：在120w或150w高压汞灯下聚合12～48小时。

所述洗脱液为甲醇与乙酸的混合液或乙腈和乙酸的混合液，甲醇或乙腈与乙酸的体积比为30～10∶1，所述有机溶剂为甲醇。

本发明提供了糖类化合物作为功能单体在制备细菌毒素分子印迹聚合物中的应用。

由于大多数毒素是多价态的，它可与宿主细胞膜上特殊的糖蛋白受体结合，作为初始识别与结合位点。通过研究细菌毒素的性质及其侵入宿主细胞的机制，我们发现糖类化合物在这种作用中发挥着主要作用，其与细菌毒素的相互作用并不是简单的单体结合，而是寡或多糖作用机制，因此如果可以利用能与细菌毒素特异性结合的糖类结构的受体分子来检测细菌毒素是非常有利的。基于上述思路，本发明打破了传统的以丙烯酸类、吡啶类、酰胺类作为功能单体制备分子印迹聚合物的方法，而选取了多种糖类化合物作为功能单体，巧妙地将糖类化合物能够对细菌毒素进行特异性识别的机制以及分子印迹聚合物对印迹分子-细菌毒素特异性识别的机制结合在一起，由此制备出的糖基功能化细菌毒素分子印迹聚合物对目标分子具有更高的选择性，从而提高了检测细菌毒素的特异性和准确性。

本发明的有益效果：