本发明专利技术公开了一种通过“点击化学”制备糖基修饰丙烯腈基纳米纤维的方法。该方法采用静电纺丝技术制备带有羧基功能基团的丙烯腈基共聚物纳米纤维，通过偶联反应在其表面引入炔基，再利用“点击化学”方法将含叠氮基团的糖基固定到纳米纤维的表面。本发明专利技术结合纳米纤维高比表面积和“点击化学”反应高专一性的特点，有效提高了纳米纤维表面糖基的固定化率，有利于发挥糖基的集簇效应，从而显著提高了对蛋白质的分离效率。糖基修饰丙烯腈基纳米纤维具有制备方法简单、可多次重复使用、成本低廉等优点。
【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及应用，尤其涉及一种糖基修饰 丙烯腈基共聚物纳米纤维的制备方法及应用。
技术介绍
糖与蛋白质、脂类和核酸一样，是构成生物体的重要成分。在细胞的 构建、细胞的生物合成和细胞生命活动的调控中，糖均扮演着重要的角色。 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-抗原相互作用等重要生理过程，对其结构和功能的研究成了继DNA和蛋白之后又一重要课题而倍受人们的重视。1988 年，出现了糖生物学这一新学科来研究糖缀合物糖链的结构、生物合成和 生物学功能。糖缀合物存在于细胞膜外表面，起到了保护细胞膜和与外界通讯的作 用。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、金納 米粒子以及膜分离材料，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，实现了对蛋白质的检测和分离。公开号为CN 1200739的专利文献中公开了 一种采用等离子体法将a-烯丙基葡萄糖固定 到疏水性人工晶体的方法，糖基的引入提高了人工晶体的生物相容性。美 观专利US20010017270中公开了将糖基固定到金表面，可用于蛋白质、病 毒或是细胞的检测的技术。公开号为CN 1935342和CN 101070401的专利文 献中分别公开了 ^f唐基固定到聚丙烯膜表面和聚丙烯微球表面的方法，有 利于蛋白的分离、浓缩或靶向清除。最近，也有利用表面糖探针的特异识 别性作用，将糖基修饰材料拓展到聚糖微阵列、生物芯片等应用领域。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 起了重视。目前，静电纺丝可以用于IOO多种聚合物纳米纤维的制备。美 国专利US 20030215624和US 20040013873中将常见的聚合物诸如聚乙 烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚氨酯、聚曱基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮等通过静电纺丝制备成纳米纤维。公开号为CN 1843592的专利文献中公开了以糖基化 丙烯腈共聚物为原料；通过静电纺丝法制备了含糖纳米纤维膜，制备方法 简单，对蛋白质具有一定的特异性识别效果。由于具有高比表面积和高空 隙率等优点，力学性能优良的纳米纤维膜往往也是一种4艮好的载体材料。丝技术分别制备磷脂改性腈纶纳米纤维和壳聚糖纳米纤维用于酶固定化， 都显著提高了固定化酶的载酶量和催化效率。Hai-QuanMao小组制备了半 乳糖修饰的纳米纤维膜用作肝细胞培养的支架材料(Chua KN, Lim WS, Zhang PC, Lu HF, Wen J, Ramakrishna S, Leong KW， Mao HQ "Stable immobilization of rat hepatocyte spheroids on galactosylated nanofiber scaffold"《Biomaterials》2005,26:2537-2547)，实验发现其有利于促进肝 细胞的聚集，在肝组织工程方面有着潜在的应用前景。为了提高糖基的固定化率，充分发挥糖基的集簇效应(指大量糖基通 过一定的方式在空间上聚集在一起，其与蛋白质的特异性相互作用要远远 高于等数目糖基单独作用的加和)，引入"点击化学"(Click chemistry) 方法来实现糖基修饰是一个比较可行的方法。"点击化学"是由Sharpless 首先提出来(Kolb HC, Finn Sharpless KB Click chemistry: Diverse chemical fUnction from a few good reactions. Angew. Chem. Int. Ed. 2001， 40:2004-2021 )，常用的反应类型是1，3-偶极环加成反应，即炔基和叠氮基 形成l,2,3-三唑的反应。由于具有快速、有效、高选择性、高收率等优点， 在高分子合成化学领域的应用越来越多。专利申请WO 2005087818公开 了在带有特定功能基的聚合物上通过"点击化学"方法引入新的功能基， 得到了新功能聚合物。公开号为CN 101022895公开了的专利文献中在金 属表面通过"点击化学"方法形成粘合用聚合物涂层。专利申请WO 2007011967公开了采用偶极环加成反应制备了功能化的超支化大分子，反 应无需保护基团、产率高、且纯化步骤少。专利申请WO 2007003054公 开了通过"点击化学"方法将生物大分子固定到合成的聚合物纳米/微米离 子表面，可用于药物释放，生物传感器，医用移植材料等方面。近年来，"点击化学"在糖化学的研究中也取得了一定进展，尤其最近，Haddleton 小组(Chen GJ， Tao L, Mantovani Q Geng J, Nystrom D， Haddleton DM "Amodular click approach to glycosylated polymeric beads: Design, synthesis and preliminary lectin, recognition studies ，，《Macromolecules》 2007， 40:7513-7520)报道了采用"点击化学"方法在聚合物微球表面固定甘露 糖基的研究，结果表明微球表面75%摩尔含量的羟基可以转化为糖基。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种获得糖基修饰丙烯腈基共聚物纳米纤维的方法并 将其应用于蛋白质的吸附分离。一种糖基修饰丙烯腈基纳米纤维的制备方法，具体步骤包括(1) 将丙烯腈基共聚物溶于溶剂中得到溶液A 。 所述的溶液A中丙烯腈基共聚物的质量百分含量为2~8%。 所述的丙烯腈基共聚物为丙烯腈/丙烯酸共聚物、丙烯腈/曱基丙烯酸共聚物或丙烯腈/马来酸共聚物，粘均分子量为8 30万，羧基的摩尔含量 为5~25%。所述溶剂为二曱基亚砜、二甲基曱酰氨、二甲基乙酰氨中的一种或以 任意比例混合的混合溶剂。(2) 以溶液A为纺丝液，釆用静电纺丝法，制备丙烯腈基共聚物纳 米纤维。静电纺丝的纺丝电压为6~25千伏，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，得到的纤维直径为60 1000纳米。(3 )将丙烯腈基共聚物纳米纤维浸没在含有复合活化剂和炔基类化 合物的磷酸氢二钠/磷酸二氢钾緩沖溶液(pH 5.5)中，反应5 20小时， 取出后用去离子水、乙醇依次重复清洗、烘干，得到炔基修饰的丙烯腈基 共聚物纳米纤维，纤维表面羧基的转化率为10~85%。所述的炔基类化合物为丙炔胺、丙炔醇、戊炔醇，加入量(摩尔用量) 为纤维表面^友基物质的量的1~20倍。所述的复合活化剂是摩尔比为1:1的l-(3-二曱氨基丙基)-3-乙基碳二 亚胺盐酸盐(EDC)和iV-羟基琥珀酰亚胺(NHS)， 1-(3-二曱氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐在緩沖溶液中的浓度为5~20毫克/毫升。(4 )将上述炔基修饰的丙烯腈基共聚物纳米纤维浸没在含有复合催 化剂和叠氮糖的水溶液中，25。C下氮气保护振荡反应10-20小时，取出后用去离子水，乙醇依次重复清洗，烘干，得到糖基修饰丙烯腈基纳米纤维，纤维表面炔基转化率为70~90%。所述的复合催化剂为五本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种糖基修饰丙烯腈基纳米纤维的制备方法，步骤如下：（１）将丙烯腈基共聚物溶于溶剂中得到溶液Ａ；（２）以溶液Ａ为纺丝液，采用静电纺丝法，制备丙烯腈基共聚物纳米纤维；（３）将丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入含有复合活化剂和炔基 类化合物的磷酸氢二钠／磷酸二氢钾缓冲溶液中，反应５～２０小时，得到炔基修饰的丙烯腈基共聚物纳米纤维；所述的炔基类化合物为丙炔胺、丙炔醇或戊炔醇；所述的复合活化剂是１－（３－二甲氨基丙基）－３－乙基碳二亚胺盐酸盐和Ｎ－羟基琥珀 酰亚胺；（４）将炔基修饰的丙烯腈基共聚物纳米纤维浸入含有复合催化剂和叠氮糖的水中，氮气保护反应１０～２０小时，得到糖基修饰丙烯腈基纳米纤维；所述的复合催化剂是五水硫酸铜和抗坏血酸钠；所述的叠氮糖为２－叠氮乙基－α－葡 萄糖、２－叠氮乙基－β－葡萄糖、２－叠氮乙基－α－甘露糖、２－叠氮乙基－β－半乳糖、２－叠氮乙基乳糖、１－叠氮－α－葡萄糖、１－叠氮－β－葡萄糖、１－叠氮－α－甘露糖、１－叠氮－β－半乳糖或１－叠氮乳糖。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志康，车爱馥，黄小军，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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