一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，先将亚氨基二乙酸、壳聚糖、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷在碱性条件下水解、缩聚，然后以聚乙二醇和尿素为致孔剂，在冰浴条件下制得溶胶，从而装柱得到锌离子金属螯合层析整体柱。本发明专利技术的方法一步即可完成将锌离子螯合物与硅胶整体柱键合，解决了制备金属螯合整体柱存在的金属离子键合不牢固、容易脱落等缺点，该方法制备的锌离子金属螯合层析整体柱可用于分离富集莱克多巴胺生物分子。

Preparation method of zinc ion metal chelating chromatography monolithic column and application thereof

The invention discloses a zinc ion metal chelate chromatography monolithic column preparation method, the first two imino acetic acid, chitosan, zinc sulfate prepared zinc chelating agent and tetramethoxysilane in alkaline conditions, hydrolysis and condensation, then with polyethylene glycol and urea as porogen in ice bath under the sol, thus obtained zinc ion column metal chelate chromatography column. The method of the invention is a step to complete the zinc ion chelate with bonded monolithic silica column, solves the disadvantages of preparation of metal ion bond existing metal chelate monolithic column is not strong, easy to fall off, making the zinc ion metal affinity chromatography prepared by this method can be used for separating the monolithic column enrichment of ractopamine biological molecules.

【技术实现步骤摘要】
一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法及其应用
本专利技术属于金属螯合整体柱
，具体涉及一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法及其应用。
技术介绍
金属螯合亲和层析是近三十年来出现的一种层析技术，该方法分辨率高、选择性好，将具有螯合作用的有机官能团或者螯合剂，键合到不同载体上，再与过渡金属离子结合，从而生产稳定的螯合物。过渡金属离子能与蛋白质表面的一些残基，包括组氨酸、半胱氨酸、色氨酸等进行配位，可以用于蛋白质、酶、氨基酸等物质的分离纯化。整体柱材料的制备是近些年来发展起来的一种新型色谱填料合成技术，与传统填充柱相比，整体柱具有通透性好、可在高流速下操作、制备成本低、使用寿命长、稳定性好、分离效率高的优点，在生命科学、环境科学等方面的分析领域得到广泛应用，受到的关注也越来越多。近年来，在生命科学领域将金属螯合层析技术与整体柱相结合的研究越来越收到关注。韦誉等以亚氨基二乙酸(IDA)为中间配体，通过化学修饰法键合在聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)(poly(GMA-co-EDMA))整体柱孔表面，再利用配位结合作用螯合Cu2+，合成金属螯合亲和整体柱，成功用于谷胱甘肽的分离纯化（韦誉，陈霞，杨胜超，吕清慧，叶芳贵，赵书林，分析化学,2014,42(4):495-500）。壳聚糖由于分子中存在大量氨基和羟基，具有较好的生物相容性及良好的抗菌性，同时还可以和多种金属离子如：Zn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+等形成配合物，本研究结合壳聚糖和锌离子形成金属螯合物及硅胶整体柱的优点，采用“一锅法”设计合成一种以硅胶为基质材料同时键合上锌离子金属螯合物的整体柱用作固相微萃取方面，并应用在分离富集莱克多巴胺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法及其应用，该方法一步即可完成将锌离子螯合物与硅胶整体柱键合，解决了制备金属螯合整体柱存在的金属离子键合不牢固、容易脱落等缺点，该方法制备的锌离子金属螯合层析整体柱可用于分离富集莱克多巴胺生物分子。本专利技术所采用的技术方案是：一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，先将亚氨基二乙酸、壳聚糖、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷在碱性条件下水解、缩聚，然后以聚乙二醇和尿素为致孔剂，在冰浴条件下制得溶胶，从而装柱得到锌离子金属螯合层析整体柱。所述的锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、取壳聚糖、亚氨基二乙酸和硫酸锌溶于蒸馏水中，常温下剧烈搅拌60min，得到锌离子螯合剂，备用；步骤二、向步骤一得到的锌离子螯合剂中滴加浓氨水，继续搅拌，然后移取搅拌后的混合液和四甲氧基硅烷加入到四丁基溴化铵溶液中，得到混溶液；步骤三、依次向混溶液中加入聚乙二醇和尿素，在冰浴条件下搅拌40min形成均匀透明的溶胶，并将溶胶在冰浴条件下超声脱气；步骤四、将脱气后的溶胶装柱，陈化，再进行升温反应，即可制备出锌离子金属螯合层析整体柱。作为本专利技术一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法的进一步优化，所述的壳聚糖、亚氨基二乙酸、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷的体积比为1:1，壳聚糖、亚氨基二乙酸、硫酸锌三者的重量比为10:10:3。作为本专利技术一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法的进一步优化，步骤一所述的剧烈搅拌时的搅拌速度为100-200rpm。作为本专利技术一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法的进一步优化，所述陈化的温度为35-45℃，陈化时间为20h。作为本专利技术一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法的进一步优化，所述的陈化结束后升温至55-65℃，并反应4.5-5.5h。所述的锌离子金属螯合层析整体柱在分离富集莱克多巴胺生物分子中的应用。与现有技术相比，本专利技术至少具有下述优点及有益效果：本专利技术采用“一锅法”将壳聚糖、亚氨基二乙酸（IDA）和硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷（TMOS）在弱碱性条件下水解后缩聚，同时以聚乙二醇（PEG）和尿素为致孔剂，制备出锌离子金属螯合层析整体柱。该方法操作简单，一步即可完成将金属离子螯合试剂与硅胶整体柱键合，制备出的整体柱具有孔状硅氧烷结构，通透性良好，质地均匀，解决了制备金属螯合层析整体柱存在的需要后期修饰且修饰后的金属离子容易脱落等缺点，极大地丰富了整体柱的类型，且该整体柱对生物分子的富集具有高选择性和高富集倍数。附图说明图1为本专利技术实施例1制备得到的锌离子金属螯合层析整体柱柱内材料的红外谱图；图2为本专利技术实施例1制备得到的锌离子金属螯合层析整体柱柱内材料的电子扫描电镜结果Ⅰ；图3为本专利技术实施例1制备得到的锌离子金属螯合层析整体柱柱内材料的电子扫描电镜结果Ⅱ；图4为本专利技术实施例1制备得到的锌离子金属螯合层析整体柱柱内材料的痕量样品在富集前的液相色谱图；图5为本专利技术实施例1制备得到的锌离子金属螯合层析整体柱柱内材料的痕量样品在富集后的液相色谱图。具体实施方式一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，先将亚氨基二乙酸、壳聚糖、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷在碱性条件下水解、缩聚，然后以聚乙二醇和尿素为致孔剂，在冰浴条件下制得溶胶，从而装柱得到锌离子金属螯合层析整体柱。所述的锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、取壳聚糖、亚氨基二乙酸和硫酸锌溶于蒸馏水中，常温下剧烈搅拌60min，得到锌离子螯合剂，备用；所述的剧烈搅拌时的搅拌速度为100-200rpm；步骤二、向步骤一得到的锌离子螯合剂中滴加浓氨水，继续搅拌，然后移取搅拌后的混合液和四甲氧基硅烷加入到四丁基溴化铵溶液中，得到混溶液；所述的壳聚糖、亚氨基二乙酸、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷的体积比为1:1，壳聚糖、亚氨基二乙酸、硫酸锌三者的重量比为10:10:3；步骤三、依次向混溶液中加入聚乙二醇和尿素，在冰浴条件下搅拌40min形成均匀透明的溶胶，并将溶胶在冰浴条件下超声脱气；步骤四、将脱气后的溶胶装柱，陈化，陈化的温度为35-45℃，陈化时间为20h，陈化结束后升温至55-65℃，并反应4.5-5.5h，即可制备出锌离子金属螯合层析整体柱。所述的锌离子金属螯合层析整体柱在分离富集莱克多巴胺生物分子中的应用。为使本专利技术的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细描述。实施例1：一、毛细管预处理截取一定长度的毛细管，分别用水冲40min、1mol/LNaOH冲80min（正冲40min、反冲40min，保证NaOH充满整个毛细管）后塞住两端，40℃条件下陈化12h；再用水冲40min、1mol/LHCL冲80min、水冲直至毛细管中溶液成中性为止；最后160℃下氮吹6h，保存备用。二、锌离子金属螯合层析整体柱的制备称取壳聚糖0.100g、亚氨基二乙酸（IDA）0.100g和硫酸锌0.0330g溶于5mL蒸馏水中，在常温下剧烈搅拌60min，搅拌速度为100-200rpm，得到锌离子螯合剂，滴加浓氨水，继续搅拌，按照1:1的体积比移取锌离子螯合剂和四甲氧基硅烷（TMOS）加入四丁基溴化铵溶液中，然后依次加入聚乙二醇（PEG）和尿素，在冰浴条件下搅拌40min形成均匀透明的溶胶，冰浴条件下超声脱气，将溶胶均匀注入经预处理的毛细管中，封住毛细管两端。在35℃温度下陈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，其特征在于：先将亚氨基二乙酸、壳聚糖、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷在碱性条件下水解、缩聚，然后以聚乙二醇和尿素为致孔剂，在冰浴条件下制得溶胶，从而装柱得到锌离子金属螯合层析整体柱。

【技术特征摘要】
1.一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，其特征在于：先将亚氨基二乙酸、壳聚糖、硫酸锌制备出的锌离子螯合剂与四甲氧基硅烷在碱性条件下水解、缩聚，然后以聚乙二醇和尿素为致孔剂，在冰浴条件下制得溶胶，从而装柱得到锌离子金属螯合层析整体柱。2.如权利要求1所述的一种锌离子金属螯合层析整体柱的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、取壳聚糖、亚氨基二乙酸和硫酸锌溶于蒸馏水中，常温下剧烈搅拌60min，得到锌离子螯合剂，备用；步骤二、向步骤一得到的锌离子螯合剂中滴加浓氨水，继续搅拌，然后移取搅拌后的混合液和四甲氧基硅烷加入到四丁基溴化铵溶液中，得到混溶液；步骤三、依次向混溶液中加入聚乙二醇和尿素，在冰浴条件下搅拌40min形成均匀透明的溶胶，并将溶胶在冰浴条件下超声脱气；步骤四、将脱气后的溶胶装柱，陈化，再进行升温反...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭传云，张少文，孙玉宇，吴春来，孟媛媛，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41