[发明专利]一种基于量子点的蛋白质印迹聚合物微球及其制备和应用

说明书

本发明属于材料科学与工程和生物分离工程领域，具体来说是一种基于荧光量子点的蛋白质印迹聚合物微球及其制备和应用。该微球以巯基乙酸(TGA)和谷胱甘肽(GSH)共同作为稳定剂的CdTe量子点直接作为功能单体，蛋白质为模板分子，多巴胺为交联剂，通过多巴胺的自聚合得印迹聚合物微球。本发明利用量子点的荧光信号进行检测，以功能化的量子点直接作为功能单体，保证了印迹空穴中都含有量子点，能够提高检测的灵敏度。同时，通过多巴胺的自聚合得到印迹聚层，也进一步简化了印迹过程。用于海水和湖水样品中藻蓝蛋白、牛尿样本中牛血红蛋白的分析检测，加标回收率均可达到90％以上，且重复使用性能良好。

技术领域

本发明属于材料科学与工程和生物分离工程领域，具体来说是一种基于量子点的蛋白质印迹聚合物微球及其制备和应用。

背景技术

分子印迹聚合物因其高选择性、制备简单、抗恶劣环境能力强、稳定性好、成本低等优点，在环境、生命等领域得到了快速发展。印迹对象也从小分子化合物、离子逐渐发展到蛋白质、病毒、细胞等生物大分子。目前小分子化合物和离子印迹已经得到很好的发展，但是生物大分子印迹，特别是蛋白质的印迹依然是分子印迹领域十分具有挑战性的研究领域，主要原因是：1)蛋白质分子体积大，很难进出位于高度交联聚合物内部的识别位点，使得蛋白质分子的洗脱和识别困难；2)蛋白质分子结构复杂、构象灵活，很容易发生变性；3)蛋白质易溶于水，在常规的有机类印迹溶剂中不溶或是变性，由于水的存在会破坏模板和单体间氢键的形成，使得印迹效果变差。因此，探索有效和通用的蛋白质印迹方法仍然是非常严峻的挑战。

当前，构建荧光传感体系印迹蛋白质和其他生物大分子已然是一种可行的方法。在众多荧光材料中，量子点因发光效率高、光学可调、激发范围宽、光稳定性好等优势而得到广泛应用。然而由于量子点选择性较差，若将其直接应用于实际复杂样品的分析检测，其选择性将会成为实际应用的关键问题。因此，将量子点的荧光特性与分子印迹聚合物的高选择性相结合，制备分子印迹荧光传感器将会在目标分子的识别与检测中具有明显的优势。近年来将量子点和分子印迹相结合构建分子印迹荧光传感器，并应用于蛋白质的选择性识别和检测已引起相当关注，这类荧光印迹材料能够模拟自然界抗原抗体识别过程，将识别信号转换为荧光信号便于捕捉和分析。将量子点、分子印迹和蛋白质印迹相结合构建荧光仿生传感器的研究在近几年有较多的报道。例如，张等发展了系列基于CdTe量子点的分子印迹荧光传感器用于牛血红和牛血清蛋白的检测。唐等报道了一种荧光纳米传感器用于检测糖蛋白。目前，构建基于量子点的荧光传感器多数还是将量子点包埋于二氧化硅粒子或是将其修饰在二氧化硅粒子的表面，然后通过自由基聚合或是溶胶-凝胶过程在二氧化硅表面制备分子印迹层，这些方法一方面难以保证量子点被均匀地包埋于高度交联的印迹聚合物中，另外大多需要比较繁琐的修饰过程，不仅耗时而且难以控制。因此，急需发展简单、快速和容易操作的方法来制备基于量子点的分子印迹荧光传感器用于蛋白质的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于量子点的蛋白质印迹聚合物微球及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于量子点的蛋白质印迹聚合物微球，聚合物微球以巯基乙酸(TGA)和谷胱甘肽(GSH)共同作为稳定剂的CdTe量子点直接作为功能单体，蛋白质为模板分子，多巴胺为交联剂，通过多巴胺的自聚合得聚合物微球。

所述蛋白质为藻蓝蛋白(PC)或牛血红蛋白。

所述巯基乙酸和谷胱甘肽共同稳定的CdTe量子点：

1)碲粉和硼氢化钠混合后加入乙醇和水的混合液，而后在30-50℃水浴中加热反应至黑色的碲粉完全消失，上清液变为淡紫色为止；

2)硝酸镉加入至过量的水中，然后加入巯基乙酸和谷胱甘肽，而后调节体系pH至8-10，调节后加入步骤1)获得碲粉产物的上清液，氮气保护下回流，得到绿色巯基乙酸和谷胱甘肽共同稳定的CdTe量子点液。