[发明专利]一种奎宁基pH敏感型相变荧光高分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学领域,涉及一种奎宁基pH敏感型相变荧光高分子材料及其制备方法，具体为一种奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物及其制备方法,该材料将在免疫分析、蛋白质/DNA等的分离和酶的固定化等领域具有良好的应用前景。 

背景技术

环境敏感高分子以其独特的性质而在免疫分析、蛋白质/DNA等的分离和酶的固定化方面表现出非常诱人的前景，吸引了一些学者的注意。环境敏感高分子是一类可以通过调节环境刺激因素使之发生相的变化，即为在一定条件下溶解，而在另一条件下沉淀的有机聚合物。该类化合物已被成功的用于生物活性大分子分离和免疫分析等领域。例如聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIP)温度敏感高分子以其独特的温度敏感性质已成功地应用于蛋白质/DNA和免疫分析中。但这类温度敏感相分离免疫分析的反应温度必须控制在PNIP的相转变温度(31℃)以下,这不可避免地会影响生物组分如免疫反应速率。pH敏感高分子是另一类对环境敏感的智能型高分子,在其相转变pH值附近发生沉淀与溶解的可逆性变化。目前，pH敏感高分子在生物组分分离、免疫分析中等的应用并没有受到重视,研究得较少，这主要由于pH敏感高分子的相转变pH值大都在3左右，在此pH条件下，生物组分的活性会受到不同程度的破坏，从而限制了这类高分子的进一步应用。 

在已报道的pH敏感相分离高分子链上没有生色基团。关于既具有荧光特性又对pH敏感的型相变高分子，即奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物及其制备方法，到目前为止未见报导。该材料将在免疫分析、蛋白质/DNA等的分离和酶的固定化等领域具有良好的应用前景。 

发明内容

本发明的目的是提供一种奎宁基pH敏感型相变荧光高分子材料及其制备方法，即奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物及其制备方法。 

本发明的技术方案如下： 

1、一种奎宁基pH敏感型相变荧光高分子材料，名称具体名称为奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物，该聚合物中奎宁、丙烯酸和丙烯酸酯单体按摩尔比为1：14：46，在55~65℃条件下自由基共聚引发聚合反应得到共聚物。奎宁单体的结构式、分子量为：

分子量：324.42

奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物的理化性质：浅黄色粉末，溶于水，不溶于乙醇、丙酮、石油醚和苯等溶剂；具有蓝色荧光，其荧光激发和发射波长分别为351 nm、442 nm；对pH能产生相变反应，响应快速，37 ℃下相转变临界pH为6.5～7.4，接近生理pH。共聚物的结构式为：

结构式中的x、y和z分别代表丙烯酸、奎宁和丙烯酸丁酯单体在聚合物中的数目

2、奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物的制备方法，其特征是，以生物碱奎宁、丙烯酸和丙烯酸丁酯为原料，以四氢呋喃为溶剂，过硫酸铵为引发剂，在反应器中进行聚合反应，得到本发明产品，具体步骤如下：将奎宁、丙烯酸和丙烯酸酯单体按摩尔比为1：14：46的量投入到聚合反应器三口瓶中，加入10~20倍反应物总重量的四氢呋喃，搅拌使奎宁单体溶解；再加入过硫酸铵，其量为反应物质量的0.1~0.3%；安装好冷凝管、搅拌器和温度计后，加热，搅拌，反应温度控制在55~65℃，进行自由基引发聚合反应2~8 h，过滤，得到浅黄色糊状物，用四氢呋喃洗涤后，得到聚合物。

本发明与现有聚合物相比具有以下优点和突出效果。与传统pH敏感高分子相变高分子相比，本发明的pH敏感高分子具有特殊结构： 

1、本发明的奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物中具有奎宁基生色基团，其荧光激发和发射波长分别为351 nm、442 nm；

2、本发明的奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物中有手性分子；

 3、本发明制备的pH 敏感高分子的相转变临界pH值在6.5～7.4之间，接近生理pH，在处理生物分子时，可以较好地保持生物分子活性；

4、本发明高分子链上有-COOH，易于改性或连接生物分子。

具体实施方式：

1、奎宁-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物及其确认