一种温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒及其制备方法与用途技术

本发明专利技术公开了温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒及其制备方法与用途。该温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒包括纳米粒和位于所述纳米粒表面的温敏硼亲和聚合物链层，所述温敏硼亲和聚合物链层由温敏性单体和硼酸单体聚合得到，所述温敏硼亲和聚合物链层包括Wulff型硼酸。本发明专利技术通过调节温度即可实现在中性条件下捕获/释放顺式二羟基化合物，还可以实现较高的吸附容量和回收率，而且避免了pH调节操作，以及苛刻的酸性洗脱条件，大大提高了硼酸亲和材料的重复使用率，降低了选择性富集纯化顺式二羟基化合物的成本。

A temperature sensitive Wulff boron affinity nanoparticles and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒及其制备方法与用途
本专利技术属于环境响应型材料领域，具体涉及一种温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒及其制备方法与用途。
技术介绍
近年来，顺式二羟基化合物(糖蛋白、糖肽、核苷、木犀草素等)在生命科学、临床医学以及食品质量安全等多个学科中备受关注。由于顺式二羟基化合物在复杂样品基质中的含量较低，并存在严重的基质干扰，所以选择性富集与净化对于检测分析顺式二羟基化合物具有十分重要的意义。硼亲和是目前选择性富集顺式二羟基化合物的唯一手段，其原理是硼酸配基与顺式二羟基化合物在碱性条件下形成稳定的五元环，并在酸性条件下解离。然而，碱性识别条件不仅带来复杂的pH调节操作，而且容易使得顺式二羟基化合物氧化分解。解决上述问题的有效方法是降低硼酸配基的pKa值，使硼酸配基能够在较低的pH条件下处于去质子化状态，从而与顺式二羟基形成五元环结构。发展Wulff型硼酸是目前降低硼酸配基pKa的常用方法之一，具体途径为在硼酸配基中引入B-N配位键。然而硼亲和的顺式二羟基富集纯化方法中存在洗脱条件苛刻、回收率差、硼亲和作用位点易于被破坏及重复使用性差等亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其包括纳米粒和位于所述纳米粒表面的温敏硼亲和聚合物链层，所述温敏硼亲和聚合物链层由包括温敏性单体和硼酸单体的单体聚合得到，所述温敏硼亲和聚合物链层包括Wulff型硼酸。优选地，所述Wulff型硼酸包括B-N配位键。进一步地，所述B-N配位键中的B可以来自于温敏硼亲和聚合物链层中的部分B或全部B。根据本专利技术的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其平均粒径为40-200nm。根据本专利技术的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，所述纳米粒可以选自无机材质纳米粒、有机聚合物材质纳米粒和有机-无机材质纳米粒中的至少一种。例如，所述无机材料纳米粒可以为金属纳米粒(如磁性Fe3O4纳米粒)、硅纳米粒(如SiO2纳米粒)；所述有机聚合物材质纳米粒可以选自人工合成聚合物材质的纳米粒或者天然聚合物材质的纳米粒。进一步地，所述纳米粒的平均粒径可以为10-40nm。优选地，所述纳米粒可以为功能化修饰的，例如为磁性纳米颗粒，例如可以选自端基带有双键的硅烷偶联剂修饰的磁性纳米颗粒，或者选自卤素修饰的磁性纳米颗粒；示例性地，所述纳米粒可以为3-甲基丙烯酸丙基三(三甲氧基硅)功能化磁性纳米颗粒。根据本专利技术的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，所述温敏硼亲和聚合物链层可以全部包覆或部分包覆在所述纳米粒表面。根据本专利技术的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，所述温敏性单体为寡聚乙二醇类温敏单体。例如，所述寡聚乙二醇类温敏单体可以选自2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)等中的至少一种。优选地，所述OEGMA的数均分子量Mn为300-1000g·mol-1，例如400-700g·mol-1，示例性地，Mn为475g·mol-1。根据本专利技术的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，所述硼酸单体为含有双键的硼酸衍生物，例如可以为4-乙烯基苯硼酸(VPBA)、3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)、2-乙烯苯硼酸等中的至少一种；优选为VPBA。根据本专利技术的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其聚合物链层最低共溶温度(LCST)为30-35℃。进一步地，10-50℃范围内，所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒的膨胀度可以由7.5降至0.5。本专利技术还提供所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将温敏性单体与硼酸单体聚合于纳米粒表面，得到温敏性硼亲和纳米颗粒；(2)所述温敏性硼亲和纳米颗粒与有机配体作用，得到温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒。根据本专利技术的制备方法，所述温敏性单体、所述硼酸单体和所述纳米粒具有如上文所述的含义。根据本专利技术的制备方法，所述温敏性单体与所述硼酸单体的摩尔比为(5-20000):1，例如为(5-10000):1、(100-1000):1，作为示例，所述摩尔比可以为5:1、6:1、10:1、20:1、50:1。根据本专利技术的制备方法，所述聚合的方法可以为自由基聚合，例如传统自由基聚合、活性/可控自由基聚合(如原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT))等。优选地，所述聚合的方法为ATRP法。根据本专利技术的制备方法，所述聚合的反应温度可以为40-70℃，时间为1-4小时。优选地，所述聚合的反应温度可以为45-65℃，时间为1.5-3.5小时。优选地，所述聚合需在惰性气氛下进行，例如在氮气气氛下进行。根据本专利技术的制备方法，所述聚合中，本领域技术人员可以根据需要，选择与聚合方法相适应的助剂(例如催化剂、引发剂)以及助剂的用量。示例性地，所述引发剂可以为偶氮二异丁腈，所述催化剂可以为溴化亚铜和联吡啶。根据本专利技术的制备方法，所述有机配体可以选自1,6-己二胺、1,6-己二胺盐酸盐、乙二胺、1,8-辛二胺等中的至少一种。进一步地，所述温敏性硼亲和纳米颗粒上的B与有机配体中的N发生B-N配位作用。优选地，所述有机配体与所述温敏性硼亲和纳米颗粒的质量比可以为(1-4):(4-7)，例如(2-4):(5-7)，作为示例，质量比为3:5。根据本专利技术的制备方法，所述温敏性硼亲和磁性纳米颗粒与有机配体作用的温度可以为60-80℃，例如65-75℃，作为示例，温度为70℃。所述温敏性硼亲和磁性纳米颗粒与有机配体作用的时间可以为1-3h，例如1.5-2.5h，作为示例，时间为2h。进一步地，本专利技术提供所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒在富集顺式二羟基化合物中的应用。例如，所述顺式二羟基化合物可以选自糖蛋白、糖肽、核苷、木犀草素等中的至少一种；优选为木犀草素。进一步地，本专利技术提供所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒富集顺式二羟基化合物的方法，所述方法包括如下步骤：将所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒分散于含有顺式二羟基化合物的中性溶液中，进行吸附，吸附饱和后，分离得到富集有顺式二羟基化合物的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒。根据本专利技术的富集方法，所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒与中性溶液的质量体积比可以为1:(1.5-3)mg/mL，例如为1:(2-2.5)mg/mL，作为示例，质量体积比可以为1:2mg/mL。根据本专利技术的富集方法，所述中性溶液中顺式二羟基化合物的浓度可以为20-120μg/kg，例如25-100μg/kg，作为示例，浓度为25μg/kg、100μg/kg。根据本专利技术的富集方法，所述中性溶液为水溶液、水溶液与有机溶剂(如甲醇、乙醇和丙酮等中的至少一种)的混合溶液。进一步地，所述中性溶液中添加缓冲液保持pH值的稳定。优选地，所述水溶液与有机溶剂的体积比可以为(1-3):1，例如1:1。进一步地，所述中性溶液的pH＝6.8-7.4。根据本专利技术的富集方法，所述吸附时的温度为0-35℃，例如10-30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其特征在于，所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒包括纳米粒和位于所述纳米粒表面的温敏硼亲和聚合物链层，所述温敏硼亲和聚合物链层由包括温敏性单体和硼酸单体的单体聚合得到，所述温敏硼亲和聚合物链层包括Wulff型硼酸；/n优选地，所述Wulff型硼酸包括B-N配位键。/n

【技术特征摘要】
1.温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其特征在于，所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒包括纳米粒和位于所述纳米粒表面的温敏硼亲和聚合物链层，所述温敏硼亲和聚合物链层由包括温敏性单体和硼酸单体的单体聚合得到，所述温敏硼亲和聚合物链层包括Wulff型硼酸；
优选地，所述Wulff型硼酸包括B-N配位键。


2.根据权利要求1所述的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其特征在于，所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒的平均粒径为40-200nm；
优选地，所述纳米粒选自无机材质纳米粒、有机聚合物材质纳米粒和有机-无机材质纳米粒中的至少一种；
优选地，所述温敏硼亲和聚合物链层全部包覆或部分包覆在所述纳米粒表面。


3.根据权利要求1或2所述的温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒，其特征在于，所述温敏性单体为寡聚乙二醇类温敏单体，优选为2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)中的至少一种；
优选地，所述硼酸单体为含有双键的硼酸衍生物，优选为4-乙烯基苯硼酸(VPBA)、3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)、2-乙烯苯硼酸中的至少一种；
优选地，所述聚合物链层最低共溶温度(LCST)为30-35℃。


4.权利要求1-3任一项所述温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将温敏性单体与硼酸单体聚合于纳米粒表面，得到温敏性硼亲和纳米颗粒；
(2)所述温敏性硼亲和纳米颗粒与有机配体作用，得到温敏Wulff型硼亲和纳米颗粒。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述纳米粒具有如权利要求2所述的含义，所述温敏性单体和所述硼酸单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，邱静，钱永忠，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11