[发明专利]一种基于聚合物相反转自组装分子印迹微球材料及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术及其在蛋白质识别中的应用，具体的说是一种基于聚合物相反转自组装分子印迹微球材料。 

背景技术

分子印迹技术是通过模仿生命过程中的分子识别过程，采用人工合成方法，制备对目标分子具有高选择性识别能力的材料的技术。自1993年Klaus Mosbach等在《Nature》上发表有关利用非共价键合成茶碱分子印迹聚合物的报道之后，分子印迹材料作为一种人工合成高选择性材料迅速进入全球众多科学家的视野。目前，针对有机小分子和金属离子的印迹工作已取得了巨大的进展，实验方法和评价标准渐趋成熟，并已开始应用于临床分析、催化合成等领域（Chen LX,Chemical Society Reviews,40,2011,2922-2942）。在这些方面，分子印迹材料和天然分子识别系统相比，不仅具有高效选择性，并且对各种物理和化学影响因素具有很高的耐受力，而且还可以重复使用，弥补了天然识别体系在使用过程中的诸多不足。与此同时，当小分子印迹的研究逐渐成熟的时候，分子印迹的研究开始转向生物大分子（尤其是蛋白质）印迹。这向其最初创立时的梦想，“人工合成抗体”，又迈进了一步。目前文献报道的蛋白质印迹聚合物制备方法主要包括3D分子印迹法（包埋法）、2D分子印迹法（表面印迹法）、金属螯合印迹方法、Langmuir单层膜印迹法、表面微接触印迹方法等（Yang KG et.al.,Analytical and Bioanalytical Chemistry,403,2012,2173-83.）。但是，当前这些分子印迹材料都以聚合反应为基础形成印有蛋白质识别位点的聚合物材料。由于聚合反应中常常涉及热、紫外光照、强氧化还原反应等易将蛋白质分子变性的条件，从而降低印迹聚合物的特异识别性。此外，在这些印迹中常常以蛋白质为模板分子，但是由于蛋白质模板分子难以获得、价格昂贵，因此限制了蛋白质印迹材料的使用(Sellergren,B.Nature Chemisty,2,2010,7)。 

因此，我们以蛋白质上的抗原决定基肽段或者蛋白质序列上的连续氨基酸序列为参照，人工合成相同的多肽，并以此为模板，通过条件温和的聚合物相反转自组装技术，在常温下制备用于蛋白质选择性识别的分子印迹微球材料。 

发明内容

采用聚合物为基质材料，以蛋白质序列上的一段肽段序列为模板分子，通过聚合物相反转自组装技术制备肽段印迹的聚合物微球材 料，并将此肽段印迹的聚合物微球材料用于肽段对应蛋白质的选择性识别。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

（1）制备聚合物-模板分子-有机溶液组成的三元分散体系，其中聚合物占三元体系的1-50%；模板分子占三元体系的0.5-25%；有机溶液占三元体系的10-90%。 

（2）在室温下，将聚合物-模板分子-有机溶液组成的三元分散体系通过75μm-10mm的针头将溶液逐滴滴入聚合物的非溶剂相中，由于聚合物在非溶剂相中不溶，非溶剂与溶解聚合物的有机溶液可以互溶，因此聚合物和模板分子相反转固化成球。 

（3）将制得的微球放入水中以除去其中残留的有机溶剂。 

（4）并用醇类溶液/乙酸（醇类体积百分数为40%-100%）将模板从固化微球中洗脱出来，并且更换浸提液，直至在紫外-可见分光光度计上检测不到模板分子为止，以得到印迹微球（MIP）。以相同的步骤，在预组装体系中不加入模板，制得非印迹微球（NIP）。 

（5）将该微球材料用于标准模板以及对应蛋白质的识别，并用于实际样品中模板肽段对应蛋白质的选择性识别。 

本发明具有如下优点： 

1.本发明采用条件温和的相反转自组装技术制备分子印迹材料，有利于保持生物分子的构象。 

2.本发明采用人工合成肽段，而不是蛋白，作为模板分子制备识别蛋白的材料，解决了蛋白质印迹中模板分子难以获得、价格昂贵的问题。 

3.相反转自组装技术制备肽段印迹微球材料，制备过程简易、重现性好、有利于蛋白质分子印迹材料的大规模制备和使用。 

4.以聚醚砜、聚砜、聚醚砜酮等聚合物作为自组装的基质材料，不仅有利于自组装微球的形成；更因其优异的生物相容性，有利于降低基质材料对蛋白质的非特异性吸附。 

附图说明

图1.聚合物相反转自组装分子印迹微球材料（MIP）（a,b,c）以及非印迹微球材料（NIP）（d,e,f）的电镜照片；