[发明专利]一种阶层有序大孔‑介孔硅胶整体柱牛血清白蛋白印迹聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅胶整体柱印迹聚合物，尤其涉及一种阶层有序多孔硅胶整体柱印迹聚合物及其制备方法，属于材料制备和生物工程技术领域。

背景技术

固相萃取(Solid-Phase Extraction，SPE)是近年发展起来一种样品预处理技术，主要用于样品的分离与纯化。它操作简单，省时省力，可以更有效的将分析物与干扰组分分离，广泛应用于医药、食品、化工等领域。固相萃取的分离柱通常由可控尺寸的颗粒填充。颗粒直径越小，分离的效率越高，但背压也同时上升。最近，整体柱的概念被引入分离技术中。整体柱结构可以消除颗粒柱间的空隙，从而导致分离过程中更快速的传质动力学。此外，整体柱的通透性增强，背压极低，减少了柱床的阻塞，可以选取更高的床层达到更高的分离性能。

整体柱可以分为两类：聚合物整体柱和硅胶整体柱。聚合物整体柱在不同pH下有很好的稳定性，且具有良好的生物相容性。但它在温度和有机溶剂的影响下会收缩或膨胀。硅胶整体柱是由互联大孔的硅骨架构成的多孔棒，在骨架上有大量介孔存在。与聚合物整体柱相比，硅胶整体柱耐有机溶剂，机械强度更强，柱率更高。但硅胶整体柱中孔通常杂乱无序，孔径分布宽，造成传质的不均一性，影响柱效。

近年来，受自然界普遍存在的阶层有序孔结构(例如：硅藻，腰椎，肺)的启发，大量的研究工作者合成具有不同孔径的阶层有序材料。阶层有序大孔-介孔材料，有吸引人的规则的大孔结构，可以充当通道方便质量传输；同时具有规整的介孔结构，提供高比表面积和高孔体积。因此，阶层有序大孔-介孔材料可以使目标分子更轻松的扩散到整个双峰孔系统，并提供易于接近的结合位点，可以广泛的应用于催化，吸附和生物技术等领域。

分子印迹技术是近些年新兴的技术，它创建与模板分子形状，大小和空间结构高度一致的吸附位点，制备出的分子印迹聚合物(MIP)具有优异的机械/化学稳定性，低成本及对目标分子的高特异性，广泛应用于色谱分离，固相萃取，传感器等领域。到目前为止，许多小分子印迹聚合物已成功制备，且具有优异的性能。然而，蛋白质印迹聚合物却很少有报道，尤其是大分子蛋白质印迹聚合物。蛋白质的分子尺寸较大且具有复杂的构象，质量传递困难且缺乏选择性。为了解决这一问题，表面印迹技术应运而生。表面印迹过程中，印迹位点位于或接近MIP表面，便于目标分子进出印迹空穴。

牛血清白蛋白(BSA)是血清白蛋白之一，分子质量为66.5kDa，在生物应用及酶促反应领域应用广泛。它是蛋白质测定中常用的蛋白试剂，测量溶液中一种蛋白质的浓度。此外，牛血清白蛋白与人血清白蛋白(HSA)结构相似，BSA经常作为研究HSA的模型蛋白。所以对BSA的选择性分离至关重要。

发明内容

本发明的目的是以聚苯乙烯(PS)胶体晶体与聚(1，2-亚乙基二醇)嵌段聚(丙二醇)嵌段聚(1，2-亚乙基二醇)(P123)作为双模板剂，合成阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱(HOM)。然后以HOM为基质材料，采用表面印迹技术合成牛血清白蛋白分子印迹聚合物。合成的阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱印迹聚合物具有良好的宏观和微观结构，对BSA有良好的分离效果。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱牛血清白蛋白印迹聚合物，该阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱牛血清白蛋白印迹聚合物由氧化硅骨架和大孔构成，在氧化硅骨架上有均匀分布的介孔；所述大孔孔径为1～1.2μm，大孔之间形成互相连通的结构，所述介孔孔径为6～7nm；所述印迹聚合物为牛血清白蛋白，所述牛血清白蛋白均匀修饰在氧化硅骨架表面。

一种阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱牛血清白蛋白印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、聚苯乙烯胶体晶体的合成：聚苯乙烯溶于一定量的水中，聚苯乙烯与水的用量比为0.4～1g：8mL。将溶液超声20min，然后自然沉降一周，小心移除上层液体，25℃真空干燥48h，得到聚苯乙烯胶体晶体；

步骤2、阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱(HOM)的合成：一定量的正硅酸四乙酯(TEOS)，水，盐酸，聚(1，2-亚乙基二醇)嵌段聚(丙二醇)嵌段聚(1，2-亚乙基二醇)(P123)和无水乙醇配制成为前驱体溶液，将聚苯乙烯胶体晶体加入到溶液中，浸渍1h，得到混合液A，其中盐酸浓度为2mol/L；然后将混合液A在30℃浸渍蒸发48h；将合成的块状材料置于管式炉中，在空气中以1℃·min^-1的升温速度缓慢升温，至550℃时恒温6h，得到阶层有序大孔-介孔硅胶整体柱(HOM)；