一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点吸附剂的方法技术

本发明专利技术属于分子辨识选择性分离材料制备技术领域，涉及一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点高分子吸附剂的方法。本发明专利技术通过ATRP引发聚合和超分子作用的方法制了一种高密度硼酸位点高分子吸附剂；并将其用于中性溶液中的白蛋白的选择性吸附和分离；本发明专利技术制备的高密度硼酸位点高分子吸附剂，具有较高的糖蛋白选择吸附性能，具有较大的吸附容量，具有良好的酸碱响应性能，并且对糖蛋白白蛋白具有快速的吸附解吸附性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点吸附剂的方法
本专利技术属于分子辨识选择性分离材料制备
，涉及一种适用于选择性分离糖蛋白的硼亲和型吸附剂制备方法，尤其涉及一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点高分子吸附剂。
技术介绍
糖蛋白占体内总蛋白质的50％以上，在多种生物过程中发挥着极其重要的作用，如分子识别、细胞间和细胞内信号传导、免疫反应等。此外，许多疾病的发生与相关蛋白的糖基化状态有关，因而许多糖蛋白已被用作疾病生物标志物和治疗靶点。然而，许多对研究和临床诊断具有重要意义的糖蛋白在实际样品中以非常低的丰度存在。此外，高丰度干扰成分通常与糖蛋白共存于样品基质中，严重抑制低丰度糖蛋白的检测信号。因此，在对糖蛋白分析之前，实现高效快速识别与分离富集糖蛋白是必不可少的关键步骤。硼酸已被证明是一种非常好的糖类受体，这是基于硼酸可以通过共价硼亲和相互作用，与顺式1，2-或1，3-二羟基可逆地结合形成五元或六元环酯的原理。在弱碱性环境下，环酯键稳定；当pH值降低至酸性时，环酯键遭到破坏，含有顺式二羟基结构的化合物被释放出来。而糖蛋白表面的糖含有丰富的顺式二羟基结构，因而，硼亲和材料对糖蛋白具有高效的选择性，可应用于糖蛋白的吸附分离。现有的硼亲和吸附材料一般通过双键硼酸单体的自由基聚合或者硼酸配体的界面化学修饰来制备，获得的产品硼酸含量低、位点易被包埋，难以实现低浓度糖蛋白分子的高效、快速捕获。提高硼亲和吸附剂中硼酸含量、提高硼酸位点键合灵活度是解决以上问题的重要途径。超分子界面组装是通过分子在活性界面之间的相互作用，从而达到分子之间的识别和组装，形成特定结构及功能的技术。环糊精，是一类由若干D-P吡喃葡萄糖单元通过α-1，4糖苷键环状排列而成的寡聚糖类大环化合物，具有疏水性内腔和亲水性外沿，是第二类超分子主体分子的代表。环糊精内腔疏水、外壁亲水的特性可以使其根据多种非共价相互作用(范德华力、疏水相互作用、氢键等)与许多有机和无机分子形成配合物及分子组装体系。其中含有7个D-吡喃葡萄糖单元的β-环糊精(β-CD)内腔尺寸适中，适合包合许多疏水的芳香族、脂肪族化合物，且包合物有显著的自修复效果和稳定的超分子结构。鉴于环糊精优越的超分子界面组装性能，目前已被广泛用于构建多种超分子组装体系并用于识别与分离过程。然而，将基于环糊精的超分子界面组装策略用于制备高密度硼酸位点吸附剂的工作还未见报道。
技术实现思路
本专利技术为了解决低密度硼亲和材料吸附效率低、速度慢的缺点和功能单体被包埋的问题，引入了环糊精，并通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法提高了本材料的硼酸密度，从而提高吸附剂的吸附效率。本专利技术首先利用四乙烯基苯硼酸(4-VBA)和对氯甲基苯乙烯作为单体，共聚获得了氯原子修饰的硼酸聚合载体(BA-MF)，再经原子转移自由基聚合(ATRP)在上述载体表面接枝超分子主体A-β-CD(BA-MF-CD)；随后利用水热反应增长1-溴金刚烷支链长度，合成溴代金刚烷热引发剂ABIB；紧接着在ABIB端基接枝硼酸分子，获得硼酸接枝的超分子客体材料(ABIB-BA)；最后经金刚烷和β-CD的超分子界面组装，制备了高密度硼酸位点吸附剂(BA-MF-CD/ABIB-BA)。利用静态吸附实验，探究了BA-MF-CD/ABIB-BA对目标糖蛋白即白蛋白(OVA)分子的吸附性能。此外作为对比，本实验还合成了没有超分子作用的吸附剂BA-MF-BA，即通过ATRP技术直接在BA-MF表面接枝苯硼酸。一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点吸附剂的方法，包括如下步骤：(1)硼酸聚合载体(BA-MF)的制备将1-氯甲基-4-乙烯基苯，4-乙烯基苯基硼酸(4-VBA)和2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN)的混合物溶于DMF中，并鼓入氮气，脱气5-15分钟，在70-90℃下密封过夜反应，通过低温淬灭反应，将混合物缓慢倒入冷乙醚中，离心分得到产物。步骤(1)中，1-氯甲基-4-乙烯基苯、4-乙烯基苯基硼酸、AIBN的比例为(0.6-0.8)mmol:(0.6-0.8)mmol:(0.03-0.04)mmol。(2)带双键的β-CD(A-β-CD)的制备将β-CD溶解于DMF中，然后加入作为催化剂的氢氧化钠，磁力搅拌反应0.5-1小时，随后在冰水浴(0-10℃)中缓慢加入烯丙基溴，反应持续36-50小时，反应结束后，用大量丙酮洗涤后获得白色产物(A-β-CD)，密封低温保存以备用。步骤(2)中，β-CD和烯丙基溴的用量比例为2.0-5.0g：2-8mL。(3)超分子主体(BA-MF-CD)的制备取步骤(1)中合成的BA-MF和步骤(2)中的产物A-β-CD溶于甲醇和水的混合液中，然后加入交联剂EDGMA(乙二醇甲基丙烯酸酯)，通氮气，并在氮气氛围下迅速加入PMDETA(N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺)和CuCl，继续通氮气2-4min，在50-70℃温度下，密封反应15-20h，产物分别用水、甲醇、乙醇洗涤，然后在40-60℃下真空干燥，得到BA-MF-CD。步骤(3)中，BA-MF、A-β-CD、甲醇和水混合液、EDGMA、PMDETA和CuCl的用量比例为0.30-0.70g：0.1-0.4g：20-35mL：44μL：30μL：10-25mg，其中，甲醇和水混合液中甲醇和水的体积比为15-25mL：5-10mL。(4)溴代金刚烷热引发剂ABIB的制备ABIB的合成分为两个步骤，如下：①20-40mL的乙二醇溶液中，加入1.0-2.0g的1-溴金刚烷、0.30-0.45g的KOH。80-130水热反应10-15个小时。反应结束后，冷却至室温，将混合液倒入40-60mL的去离子水中，并调节pH至中性；随后用150-300mL的三氯甲烷萃取，有机层用水洗两次，并用无水Na2SO4干燥；然后蒸发溶剂，干燥后得到产物。②取①中的产物0.65-0.95g和1.0-2.0g的四溴化碳，在氮气氛围下溶解于15-25mL的四氢呋喃中，随后在冰水浴下加入1.0-2.0g的三苯基膦，并在室温下搅拌半个小时；然后加水淬灭反应，萃取出产物，洗涤干燥的到深棕色产物ABIB。(5)超分子客体(ABIB-BA)的制备取ABIB和4-VBA溶于甲醇和水的混合液中，然后加入交联剂EDGMA(乙二醇甲基丙烯酸酯)，通氮气，并在氮气氛围下迅速加入PMDETA(N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺)和CuCl，继续通氮气2-4min，在50-70℃温度下，密封反应15-20h。产物溶于甲醇内保存。步骤(5)中，ABIB、4-VBA、甲醇和水的混合液、EDGMA、PMDETA和CuCl的用量比为：0.10-0.35g：0.10-0.45g：20-35mL：44μL：30μL：10-25mg，其中，甲醇和水混合液中甲醇和水的体积比为15-25mL：5-10mL。(6)高密度硼酸位点吸附剂(BA-MF-CD/ABIB-BA)的制备取步骤(5)制得的超分子客体(ABIB-BA)溶于水中，将超分子主体(BA-MF-CD)溶解在甲醇溶液中，然后将二者混合，室温下磁力搅拌反应20-30h，然后离心分离，去离子水洗，然后在40-60℃下真空干燥。步骤(6)中，ABIB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)硼酸聚合载体BA‑MF的制备：将1‑氯甲基‑4‑乙烯基苯，4‑乙烯基苯基硼酸(4‑VBA)和2,2'‑偶氮二异丁腈(AIBN)的混合物溶于DMF中，并鼓入氮气，脱气5‑15分钟，在70‑90℃下密封过夜反应，通过低温淬灭反应，将混合物缓慢倒入冷乙醚中，离心分得到产物BA‑MF；(2)带双键的β‑CD的制备：将β‑CD溶解于DMF中，然后加入作为催化剂的氢氧化钠，磁力搅拌反应0.5‑1小时，随后在冰水浴中缓慢加入烯丙基溴，反应持续36‑50小时，反应结束后，用大量丙酮洗涤后获得白色产物，即带双健的β‑CD，标记为A‑β‑CD，密封低温保存以备用；(3)超分子主体BA‑MF‑CD的制备：取步骤(1)中合成的BA‑MF和步骤(2)中的产物A‑β‑CD溶于甲醇和水的混合液中，然后加入交联剂EDGMA，通氮气，并在氮气氛围下迅速加入PMDETA和CuCl，继续通氮气，在一定温度下，密封反应，产物分别用水、甲醇、乙醇洗涤，真空干燥，得到BA‑MF‑CD；(4)制备溴代金刚烷热引发剂ABIB，备用；(5)超分子客体ABIB‑BA的制备：取ABIB和4‑VBA溶于甲醇和水的混合液中，然后加入交联剂EDGMA，通氮气，并在氮气氛围下迅速加入PMDETA和CuCl，继续通氮气，在一定温度下，密封反应，产物溶于甲醇内保存；(6)高密度硼酸位点吸附剂BA‑MF‑CD/ABIB‑BA的制备：取步骤(5)制得的超分子客体ABIB‑BA溶于水中，将超分子主体BA‑MF‑CD溶解在甲醇溶液中，然后将二者混合，室温下磁力搅拌反应，然后离心分离，去离子水洗，真空干燥。...

【技术特征摘要】
1.一种基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)硼酸聚合载体BA-MF的制备：将1-氯甲基-4-乙烯基苯，4-乙烯基苯基硼酸(4-VBA)和2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN)的混合物溶于DMF中，并鼓入氮气，脱气5-15分钟，在70-90℃下密封过夜反应，通过低温淬灭反应，将混合物缓慢倒入冷乙醚中，离心分得到产物BA-MF；(2)带双键的β-CD的制备：将β-CD溶解于DMF中，然后加入作为催化剂的氢氧化钠，磁力搅拌反应0.5-1小时，随后在冰水浴中缓慢加入烯丙基溴，反应持续36-50小时，反应结束后，用大量丙酮洗涤后获得白色产物，即带双健的β-CD，标记为A-β-CD，密封低温保存以备用；(3)超分子主体BA-MF-CD的制备：取步骤(1)中合成的BA-MF和步骤(2)中的产物A-β-CD溶于甲醇和水的混合液中，然后加入交联剂EDGMA，通氮气，并在氮气氛围下迅速加入PMDETA和CuCl，继续通氮气，在一定温度下，密封反应，产物分别用水、甲醇、乙醇洗涤，真空干燥，得到BA-MF-CD；(4)制备溴代金刚烷热引发剂ABIB，备用；(5)超分子客体ABIB-BA的制备：取ABIB和4-VBA溶于甲醇和水的混合液中，然后加入交联剂EDGMA，通氮气，并在氮气氛围下迅速加入PMDETA和CuCl，继续通氮气，在一定温度下，密封反应，产物溶于甲醇内保存；(6)高密度硼酸位点吸附剂BA-MF-CD/ABIB-BA的制备：取步骤(5)制得的超分子客体ABIB-BA溶于水中，将超分子主体BA-MF-CD溶解在甲醇溶液中，然后将二者混合，室温下磁力搅拌反应，然后离心分离，去离子水洗，真空干燥。2.根据权利要求1所述的基于超分子界面组装策略制备高密度硼酸位点吸附剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，1-氯甲基-4-乙烯基苯、4-乙烯基苯基硼酸、AIBN的比例为(0.6-0.8)mmol:(0.6-0.8)mmol:(0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学平，潘建明，刘树成，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32