[发明专利]6-氨基己酸纤维素酯及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片表面改性试剂技术领域，具体涉及6-氨基己酸纤维素酯及其合成方法和应用。 

背景技术

纤维素酯是以纤维素作为中间体制备的衍生物，纤维素是由成百上千的脱水葡萄糖单元组成的化合物。脱水葡萄糖单元的这种结合叫做聚β-葡萄苷链，将纤维素与特定的羧酸类或酸酐类酯化反应可制备纤维素酯类。实际商品化应用的纤维素酯类有：纤维素醋酸酯、纤维素硝酸酯、纤维素乙酸丁酸酯和纤维素磺酸酯，这些纤维素酯广泛应用于工业生产中。然而，在当今最具有发展潜力的微流控分析系统中，纤维素酯的应用受到很大的限制。 

动态物理涂层法是目前聚二甲基硅氧烷等微流控芯片最为常用的一种表面修饰方法。常用表面修饰试剂包括小分子的表面活性剂如十二烷基-β-D-麦芽糖苷和高分子水溶性聚合物如甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇等。其中，以高浓度水溶性聚合物如0.5%甲基纤维素的修饰效果较好，但高浓度水溶性聚合物会使溶液粘度变大，为实验操作带来不便，且对抑制蛋白质的非特异性吸附效果不理想。 

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于根据现有的微流控芯片表面改性剂在动态物理涂层中存在的溶液粘度大，给实验操作带来不便，且对抑制蛋白质的非特异性吸附效果不理想的缺点，提供一种新的可作为微流控芯片表面改性剂的化合物——6-氨基己酸纤维素酯，并为该表面改性剂提供一种合成方法。 

解决上述技术问题所采用的技术方案是：6-氨基己酸纤维素酯是纤维素的部分羟基被取代，每个葡萄糖单元环上的总平均取代度为0.6～1.2。 

上述6-氨基己酸纤维素酯的制备方法由下述步骤组成： 

1、合成N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸 

将氢氧化钠、6-氨基己酸、二碳酸二叔丁酯按摩尔比为2:1:1溶于蒸馏水、1,4-二氧六环的体积比为1:1的混合液中，-20～0℃反应10～12小时，用盐酸酸化至pH值为2，分离纯化产物，得到N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸。 

2、N,N’-羰基二咪唑活化N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸 

以二甲基亚砜为溶剂，将N,N’-羰基二咪唑、N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸按摩尔比为1:1混合，在氮气保护下，60～80℃反应20～24小时。 

3、合成N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸纤维素酯 

按照纤维素与N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸的摩尔比为1:2.5～7.5取纤维素，将纤维素、四丁基氟化铵三水合物按质量比为1:6溶解于二甲基亚砜中，在氮气保护下常温反应15分钟，倒入步骤2所得反应液中，在氮气保护下，50～90℃反应18～25小时，用超纯水析出沉淀，过滤，用乙醇洗涤沉淀物，得到N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸纤维素酯。 

4、合成6-氨基己酸纤维素酯 

将N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸纤维素酯溶于三氟乙酸、二甲基亚砜的体积比为1:2的混合液中，-20～0℃反应3小时，用乙醚析出沉淀，过滤，用二甲基亚砜洗涤沉淀，得到6-氨基己酸纤维素酯。 

上述的合成N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸纤维素酯步骤3中，优选按照纤维素与N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸的摩尔比为1:3取纤维素，将纤维素、四丁基氟化铵三水合物按质量比为1:6溶解于二甲基亚砜中，在氮气保护下常温反应15分钟，倒入步骤2所得反应液中，在氮气保护下，80℃反应20小时，用超纯水析出沉淀，过滤，用乙醇洗涤沉淀物，得到N-叔丁氧羰基-6-氨基己酸纤维素酯。 

本发明的6-氨基己酸纤维素酯在聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面改性中的用途，其具体使用方法为：将6-氨基己酸纤维素酯加入运行缓冲液中，所述的运行缓冲液是20mmol/L pH值为7.4～9.4的PBS缓冲液、10mmol/L pH值为8.0～11.0的硼砂缓冲液或50mmol/L pH值为7.0～9.0的Tris-HCl缓冲液，每100mL运行缓冲液中加入0.5g6-氨基己酸纤维素酯，配制成表面改性剂，向氢氧化钠活化处理后的聚二甲基硅氧烷微流控芯片的微通道中注入表面改性剂，常温孵育2分钟，得到 表面改性的聚二甲基硅氧烷微流控芯片。 

与现有的微流控芯片表面改性试剂相比，本发明具有如下有益效果： 

（1）本发明6-氨基己酸纤维素酯的合成原料来源广泛，反应条件温和，成本低。