一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法技术

本发明专利技术提供一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法。利用聚苯乙烯磺酸钠和感光聚合物重氮树脂的静电自组装和光固化交联反应在石英毛细管柱的内壁上构筑共价键合抗蛋白吸附涂层。所制备的毛细管电泳涂层柱具有良好的抗蛋白吸附性能，与未涂层的石英毛细管裸柱相比，对蛋白质的分离性能提高1倍以上。本方法所用工艺流程简单，生产效率高，生产成本低，重复性好，无毒环保，易于大规模生产，制得的共价键合毛细管电泳涂层柱具有优良的化学稳定性和抗蛋白吸附性能，适用于对蛋白质、糖蛋白、肽链、激素、酶等生物的样品的电泳分离检测和纯化。

【技术实现步骤摘要】
一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法
本专利技术涉及抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，确切的说是一种利用聚苯乙烯磺酸钠和感光聚合物重氮树脂的静电自组装和光固化交联反应在石英毛细管柱的内壁上构筑共价键合抗蛋白吸附涂层的方法。
技术介绍
随着毛细管电泳技术在生命科学研究各领域的发展，对抗蛋白吸附毛细管电泳涂层柱的涂层性能要求也越来越高，理想的涂层应该是既保持了对毛细管壁的修饰作用，抑制蛋白质在管壁的吸附，又不会脱落给联用设备造成污染。与以物理或离子力吸附在毛细管内壁上的非共价键合涂层相比，通过共价键合的永久涂层在这方面的优势在于：共价键合的涂层寿命长、稳定性好、分离效率高、不易脱落给质谱仪等联用设备造成不必要的污染。近年来，利用硅烷化试剂作为偶联剂所制备的抗蛋白吸附共价键合涂层柱在毛细管电泳中得到了广泛的应用。但其缺点在于：制备过程复杂，涉及毛细管硅烷化和引发单体聚合等多步反应；制备中所用硅烷化试剂的毒性很大，对溶剂中的水份十分敏感，易发生水解生成二氧化硅粒子而造成各种涂覆质量问题；毛细管内的聚合反应也很难控制，容易造成涂层的不均一性、不规整性、甚至阻塞毛细管。如：(1)Sun等在《BiochemicalEngineeringJournal》杂志2010，53，137-142报道了利用聚乙烯醇(PVA)和硅烷化试剂制备了抗蛋白吸附的毛细管电泳共价键合涂层柱。制作过程分为毛细管预处理、硅烷化试剂涂覆、引入含醛基功能分子，聚合物涂层缩醛化等多个步骤；(2)Timperman等在《AnalyticalChemistry》杂志2006，78，4326-4333报道了利用含聚乙二醇(PEG)的硅烷化试剂制备了抗蛋白吸附的毛细管芯片电泳共价键合涂层柱。制备过程繁琐、耗时较长，所用的硅烷化试剂具有毒性、易水解、成本昂贵。聚苯乙烯磺酸钠(PSS)作为一种非共价键合涂层材料在毛细管电泳中也得到了一定的应用，如：(3)Schlenoff等在《AnalyticalChemistry》杂志1999，71，4007-4013报道了利用PSS和甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)通静电自组装的方法在毛细管内壁上制备了非共价键合的抗蛋白吸附涂层，但其缺点在于涂层无法通过共价键键合在毛细管内壁上，寿命短、稳定性差。以上所列的毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，普遍工艺流程复杂，操作条件苛刻，生产过程毒性较大，生产效率偏低，生产成本偏高，所制备抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的质量不稳定，限制了它们在蛋白质分离分析中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简化抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，解决制备工艺流程复杂、操作条件苛刻、生产过程毒性大、生产效率低、生产成本高、所制备抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱质量不佳的问题。本专利技术的技术方案是：一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，其特征在于利用水溶性的感光重氮树脂作为一种带正电的偶联剂将带负电的聚苯乙烯磺酸钠通过静电相互作用层层自组装在石英毛细管柱的内壁上，经过紫外光照后重氮树脂同时与石英毛细管内壁上的硅羟基和聚苯乙烯磺酸钠的磺酸基发生光固化交联反应，从而在石英毛细管内壁上形成稳定的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠复合结构共价键合涂层。本专利技术所用的重氮树脂的分子量在400至100000，分子量太低，则自组装涂覆性能不佳，分子量太高则水溶性不好，优选的分子量为750至5000。本专利技术所用的聚苯乙烯磺酸钠的分子量在5000至600000，分子量太低，则自组装涂覆性能不佳，分子量太高则水溶性不好，优选的分子量为10000至100000。本专利技术所用的重氮树脂和聚苯乙烯磺酸钠水溶液的浓度均为0.01mg／ml至1000mg／ml，浓度太低，则自组装涂覆性能不佳，浓度太高则流动性变差，优选的浓度均为0.1mg／ml至100mg／ml。本专利技术所用的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠层层自组装的温度在1至50℃，自组装温度过低，则水溶液容易结冰，自组装温度过高则重氮树脂容易热解，优选的自组装温度在1至35℃。本专利技术所用的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠层层自组装复合结构涂层的层数在2至12层，层数太少，则抗蛋白吸附性能不佳，层数太多则生产效率降低，优选的层层自组装复合结构涂层的层数为2至8层。本专利技术所用的紫外曝光光源波长在193nm至400nm，曝光剂量为5mJ／cm2至20000mJ／cm2。曝光光源波长太短或太长，曝光剂量太高或太低，都会导致涂层光固化交联的质量下降，优选的紫外曝光光源波长在248nm至365nm，曝光剂量为30mJ／cm2至6000mJ／cm2。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)采用本专利技术的方法，无须使用高毒性、价格昂贵的硅烷化试剂作为偶联剂，简化了毛细管电泳共价键合涂层柱的制备流程，工艺设备简单，重复性好，所用原料易得，生产成本低，生产过程绿色环保；(2)采用本专利技术的方法，涂层的自组装涂覆过程可在水相中进行，克服了由于硅烷化试剂自身水解而造成的涂覆质量问题，涂层的共价键合可利用感光聚合物重氮树脂的光固化交联反应方便可靠地实现，不易出现涂层脱落和毛细管堵塞等质量问题；(3)本专利技术方法制备的抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱，可用于对蛋白质、糖蛋白、肽链、激素、酶等生物的样品的电泳分离检测和纯化等场合。附图说明附图是典型的抗蛋白吸附共价键合涂层柱与石英毛细管裸柱对四种常见蛋白质电泳分离性能的比较。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。蛋白质分离性能由CL-1020型毛细管电泳仪测得，被分析物中四种蛋白质(牛血清蛋白、溶菌酶、细胞色素C、核糖核苷酸酶A)的浓度均为0.5mg／ml，紫外检测波长均为214nm，共价键合涂层柱与石英毛细管裸柱的有效长度均为41cm、内径均为75μm，柱温均为25℃，分离电压均为+15kV，分离介质均为40mM浓度的磷酸盐缓冲溶液(pH=3.0)。实施例1在1℃下，将新的石英毛细管裸柱先用浓度为0.01mg／ml的重氮树脂(分子量400)水溶液冲洗5分钟，然后再用蒸馏水冲洗1分钟。接着用浓度为0.01mg／ml的聚苯乙烯磺酸钠(分子量5000)水溶液冲洗5分钟，然后再用蒸馏水冲洗1分钟，这样就完成了1个静电自组装循环。组装1个循环后将毛细管用压缩空气吹干，置于波长为193nm的紫外灯下曝光，曝光剂量为5mJ／cm2，即可形成具有重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠2层复合结构的抗蛋白吸附共价键合涂层柱。由于石英毛细管内壁上的硅羟基与涂层间发生共价交联反应而被屏蔽，因此该共价键合涂层柱具有良好的抗蛋白吸附性能。实施例2在50℃下，将新的石英毛细管裸柱先用浓度为1000mg／ml的重氮树脂(分子量100000)水溶液冲洗5分钟，然后再用蒸馏水冲洗1分钟。接着用浓度为1000mg／ml的聚苯乙烯磺酸钠(分子量600000)水溶液冲洗5分钟，然后再用蒸馏水冲洗1分钟，这样就完成了1个静电自组装循环。重复组装6个循环后将毛细管用压缩空气吹干，置于波长为400nm的紫外灯下曝光，曝光剂量为20000mJ／cm2，即可形成具有重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠12层复合结构的抗蛋白吸附共价键合涂层柱。由于石英毛细管内壁上的硅羟基与涂层间发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，其特征在于利用水溶性的感光重氮树脂作为一种带正电的偶联剂将带负电的聚苯乙烯磺酸钠通过静电相互作用层层自组装在石英毛细管柱的内壁上，经过紫外光照后重氮树脂同时与石英毛细管内壁上的硅羟基和聚苯乙烯磺酸钠的磺酸基发生光固化交联反应，从而在石英毛细管内壁上形成稳定的重氮树脂‑聚苯乙烯磺酸钠复合结构共价键合涂层。

【技术特征摘要】
1.一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，其特征在于利用水溶性的感光重氮树脂作为一种带正电的偶联剂将带负电的聚苯乙烯磺酸钠通过静电相互作用层层自组装在石英毛细管柱的内壁上，经过紫外光照后重氮树脂同时与石英毛细管内壁上的硅羟基和聚苯乙烯磺酸钠的磺酸基发生光固化交联反应，从而在石英毛细管内壁上形成稳定的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠复合结构共价键合涂层，所述的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠层层自组装的温度在1至50℃；所述的紫外曝光光源波长在193nm至400nm，曝光剂量为5mJ/cm2至20000mJ/cm2。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的重氮树脂的分子量在400至100000，水溶液的浓度为0.01mg/ml至1000mg/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛海林，于冰，焦明明，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37