本发明专利技术公开了一种用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维的制备方法及应用。它以含有羟基基团的丙烯腈基共聚物为原料，采用静电纺丝的方法制备了直径可控的丙烯腈基共聚物纳米纤维。在三氟化硼乙醚络合物催化下，将乙酰基保护的糖单体固定到纳米纤维表面，再用甲醇钠的甲醇溶液脱去乙酰基基团，得到糖基化的亲和性纳米纤维。本发明专利技术结合纳米纤维高的比表面积，高的孔隙率以及糖基独特的生物功能，可将高固定化率的糖基化纳米纤维直接浸没在蛋白质溶液中，或多层叠合置于换膜过滤器中用于蛋白质的分离提纯。可用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维具有制备方法简单、可多次重复使用、易于工业化生产等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米纤维的制备方法，尤其涉及一种用于蛋白质识别的糖 基化纳米纤维的制备方法及应用。技术背景分子识别是整个生物界普遍存在的现象，它主要是指主体分子依靠形状、 大小和化学功能对与其互补的客体分子的选择和结合，这种现象在生命过程中扮演着及其重要的角色，如酶与底物、抗原与抗体的相互作用。100多年前，Fisher 曾以"锁与钥匙"的配合来描述分子间的这一专一性结合。它是从分子水平研究酶 反应、信息传递以及在不同介质间的能量传递等生物现象的重要化学概念，其 中蛋白质的分子识别已成为人们重点研究的热点之一。糖与蛋白质、脂类和核酸一样，是构成生物体的重要成分。其中广泛存在 的糖缀合物，包括糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂，参与了蛋白的靶向、细胞识别以 及抗体一抗原相互作用等重要生理过程。近年来，人们尝试将糖基固定到不同 载体表面，比如二氧化硅、金纳米粒子、聚合物微球以及膜分离材料等，来模 拟糖的各种生物功能，从而深入研究糖与蛋白质的亲和性相互作用，实现蛋白 质的检测和分离。美国专利US 20010017270中公开了将糖基固定到金表面，可 用于蛋白质、病毒或细胞的检测技术。专利CN 1935342和CN 101070401分别 公开了把糖基固定到聚丙烯分离膜表面和聚丙烯微球表面的方法，有利于蛋白 的分离、浓縮或靶向清除。静电纺丝技术是一种获得纳米到微米尺寸纤维材料的方法，近年来引起了 广泛的重视。由于具有高比表面积、高孔隙率等优点，纳米纤维膜可以大大降 低分离过程中的传质阻力，因而是一种很好的吸附分离材料，特别是对于蛋白 质的识别与分离。糖基化纳米纤维的制备，目前主要有两种途径 一是通过含 糖不饱和单体聚合合成含糖聚合物，再通过静电纺丝方法得到(CN 1843592)， 这种方法可以很好地将纳米纤维的优点和糖基的功能性结合起来进而用于蛋白 质的分离，但是其中不饱和糖单体的合成过程比较复杂， 一定程度上限制了它 的广泛应用；二是通过大分子反应将糖基固定到纳米纤维的表面，前期专利 200710070589.2和200810059174.X中我们通过不同的方法分别将壳聚糖多糖和 叠氮单糖固定到含有羧基基团的丙烯腈基共聚物纳米纤维膜的表面，有效验证 了这种方法的可行性。由于表面修饰这种方法简单可靠，方便易行，因而更有利于大规模的工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于蛋白质识别的糖基化 纳米纤维的制备方法及应用。 包括如下步骤1) 将丙烯腈基共聚物溶于溶剂中，配制成质量分数为2 8%的溶液，采用高压静电纺丝方法制备丙烯腈基共聚物纳米纤维，其中纺丝电压为8 25千伏， 喷丝头溶液流速为0.5 2.0毫升/小时，接收距离为8 20厘米；2) 将丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入糖单体的二氯甲烷溶液中，在氮气保护 下加入催化剂三氟化硼乙醚络合物，冰水浴中振荡2 3小时，然后在室温下振 荡反应15 20小时，反应结束后经丙酮多次洗涤、烘干，得到表面固定乙酰糖 基的丙烯腈基共聚物纳米纤维，其中丙烯腈基共聚物纳米纤维的加入量为1 2 毫克纳米纤维/毫升溶剂，糖单体的用量为纤维表面羟基摩尔比为1 50，三氟 化硼乙醚络合物与所用糖单体的摩尔比为3 5;3) 将表面固定乙酰糖基的丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入0.1 0.2摩尔/升甲 醇钠的甲醇溶液中，室温振荡反应60 90分钟，脱去糖基上的乙酰基保护基团， 再经去离子水多次洗涤，烘干，得到可用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维。所述的丙烯腈基共聚物为丙烯腈/丙烯酸羟乙酯共聚物、丙烯腈/丙烯酸羟丙 酯共聚物、丙烯腈/甲基丙烯酸羟乙酯共聚物或丙烯腈/甲基丙烯酸羟丙酯共聚 物，它们的粘均分子量为8 30万，共聚物中羟基的摩尔含量为5 18%。溶剂 为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺。静电纺丝得到的纳米纤维直径 为60 1000纳米。糖单体为葡萄糖五乙酸酯、甘露糖五乙酸酯、半乳糖五乙酸 酯、乳糖八乙酸酯、麦芽糖八乙酸酯或蔗糖八乙酸酯。糖单体的用量为纤维表 面羟基摩尔比优选为10 30。糖基化纳米纤维应用于蛋白质的分离和纯化。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果1) 丙烯腈基共聚物纳米纤维制备简单，直径范围在60 1000纳米内可调， 是一类高比表面、高空隙率的载体材料；2) 糖基固定化方法操作简单，经济实用。3) 糖基固定化方法适用于任何乙酰基保护的单糖、寡糖和多糖。4) 通过化学键键合的方法将糖基固定到纳米纤维的表面，稳定性和持久性好；5)糖基化纳米纤维用于蛋白质的分离纯化，高效、快速，有利于保持生物 大分子的活性，并且可以多次重复使用，易于工业化生产。 附图说明图l(a)为葡萄糖基固定化纳米纤维的结构示意图； 图l(b)为乳糖基固定化纳米纤维的结构示意图；图2(a)为实施例1得到的丙烯腈/甲基丙烯酸羟乙酯纳米纤维的扫描电镜照片；图2(b)为实施例1得到的糖基化丙烯腈/甲基丙烯酸羟乙酯纳米纤维的扫描 电镜照片；图3为不同糖基化纳米纤维对蛋白质的吸附分离效果图。具体实施方式本专利技术中丙烯腈基共聚物均采用水相沉淀聚合法合成，其粘均分子量采用 粘度法中的一点法测定；共聚物中羟基含量采用氢核磁共振谱测定；纳米纤维 的直径采用场发射扫描电镜测量；糖基化纳米纤维表面糖基含量通过重量法计 算测定；糖基化纳米纤维对蛋白质的分离采用紫外一可见光分光光度计测定。 用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维的制备 实施例1将质量分数为6%的丙烯腈/甲基丙烯酸羟乙酯共聚物(PANCHEMA，粘均 分子量为8.0万，羟基摩尔含量为10.1%)溶于二甲基甲酰胺溶剂中，在纺丝电 压为8千伏、喷丝头溶液流速为0.5毫升/小时、接收距离为15厘米的条件下进 行静电纺丝，制备成直径为152 ± 24纳米的PANCHEMA纳米纤维。将15毫克PANCHEMA纳米纤维浸入15毫升葡萄糖五乙酸酯的二氯甲烷 溶液中，葡萄糖五乙酸酯的用量与PANCHEMA纳米纤维表面羟基的摩尔比为1 ， 在氮气保护下加入三氟化硼乙醚络合物，其加入量与所用糖单体的摩尔比为3。， 冰水浴中振荡2小时，然后在室温下振荡反应20小时，反应结束后经丙酮多次 洗涤、烘千，得到葡萄糖五乙酸酯修饰的纳米纤维。将该纤维浸入10毫升0.1 摩尔/升甲醇钠的甲醇溶液中，室温振荡反应60分钟，脱去糖基上的乙酰基保护 基团，再经去离子水多次洗涤，烘干，得到葡萄糖糖基化的亲和性纳米纤维， 糖基固定化率为7.6毫克/克纤维。 实施例2将质量分数为6%的PANCHEMA (粘均分子量为15.0万，羧基摩尔含量为 10.1%)溶于二甲基甲酰胺溶剂中，在纺丝电压为15千伏、喷丝头溶液流速为1.0毫升/小时、接收距离为15厘米的条件下进行静电纺丝，制备成直径为367土 28纳米的PANCHEMA纳米纤维。将15毫克PANCHEMA纳米纤维浸入15毫升葡萄糖五乙酸酯的二氯甲烷 溶液中，葡萄糖五乙酸酯的用量与PANCHEMA纳米纤维表面羟基的摩尔比为 30，在氮气保护下加入三氟化硼乙醚络合物，其加入量与所用糖单体的摩尔比 为5。冰水浴中振荡2小时，然后在室温下振荡反应20小时，反应结束后经丙 酮多次洗涤、烘干，得到葡萄糖五乙酸酯修饰的纳米纤维。将该纤维浸入10毫 升0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：１）将丙烯腈基共聚物溶于溶剂中，配制成质量分数为２～８％的溶液，采用高压静电纺丝方法制备丙烯腈基共聚物纳米纤维，其中纺丝电压为８～２５千伏，喷丝头溶液流速为０．５ ～２．０毫升／小时，接收距离为８～２０厘米；２）将丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入糖单体的二氯甲烷溶液中，在氮气保护下加入催化剂三氟化硼乙醚络合物，冰水浴中振荡２～３小时，然后在室温下振荡反应２０～２４小时，反应结束后经丙酮多次洗涤、烘干 ，得到表面固定乙酰糖基的丙烯腈基共聚物纳米纤维，其中丙烯腈基共聚物纳米纤维的加入量为１～２毫克纳米纤维／毫升溶剂，糖单体的用量与纤维表面羟基的摩尔比为１～５０，三氟化硼乙醚络合物与所用糖单体的摩尔比为３～５；３）将表面固定乙酰糖基的 丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入０．１～０．２摩尔／升甲醇钠的甲醇溶液中，室温振荡反应６０～９０分钟，脱去糖基上的乙酰基保护基团，再经去离子水多次洗涤，烘干，得到可用于蛋白质识别的糖基化纳米纤维。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志康，车爱馥，万灵书，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[]
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