一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法，以O‑乙基‑S‑(1‑苯乙基)二硫代碳酸酯作为链转移剂，溴化1‑丁基‑3‑乙烯基咪唑和4‑氯甲基苯乙烯作为功能单体，采用可逆加成‑断裂链转移聚合技术，得到嵌段大分子链前驱体，进一步与乙烯基咪唑反应，提纯后得到功能嵌段大分子链单体，并与DNA自组装，在过硫酸铵和四甲基乙二胺引发体系中聚合即得DNA印迹水凝胶。本发明专利技术通过嵌段大分子链单体的设计和应用，一方面能够在印迹过程中维持DNA良好的结构稳定性，确保了印迹孔穴的精确和完整；另一方面，嵌段大分子链单体中高度集中的交联区链段能够高效构筑印迹孔穴结构，上述条件都对实现高识别性DNA印迹材料的提供了保证。

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法。
技术介绍
在过去的几十年里，脱氧核糖核酸(DNA)检测由于其相关的应用而引起了极大的关注，特别是在分子诊断和不同疾病的早期诊断，如遗传疾病、癌症、病毒感染和慢性疾病。在这些疾病的中，DNA的识别与分离至关重要。因此，探索新颖的DNA质识别和分离方法，研制出高效的DNA分离新材料成为目前生物、化学和材料等领域研究工作者孜孜追求的目标。分子印迹聚合物(MIP)是具有研究目标的材料，因为它们具有目标分子的人工识别腔。识别腔在形状，大小和官能团排列方面补充了目标分子的化学结构。MIP的三个特殊特征使其成为了深入研究的目标：(1)它们的高亲和力和选择性与天然受体相似。(2)其独特的稳定性，优于天然生物分子所显示的稳定性；(3)其制备的简便性以及在不同实际应用中的适应性。分子印迹聚合物材料对于模板分子的智能性识别作用，主要是源于聚合物中存在与模板分子的形状、大小以及官能团具有相互匹配功能的印迹孔穴，此技术的提出受到了国内外学者的关注。与以小分子为模板的印迹技术相比，近些年DNA质印迹技术的发展则相对缓慢，究其原因主要是由于其较低的识别能力难以满足现代生物医学领域发展的实际需求。影响DNA印迹技术识别性的一个重要因素是模板DNA在印迹过程中的结构稳定性。传统功能单体和交联剂相对于DNA较小的分子体积赋予了它们很强的灵活性，使其较为容易地渗透到DNA质内部，因而破坏了DNA内部维持结构和构象稳定的氢键，造成DNA结构的改变。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料及其制备方法，嵌段大分子链单体是由与DNA产生良好相互作用的“功能区链段”和可以构筑精确印迹孔穴结构的“交联区链段”组成。该大分子链单体的应用一方面能够保持DNA的结构稳定性，另一方面在分子印迹材料中能够获得具有高特异性相互作用的印迹孔穴结构。为了达到上述技术目的，本专利技术具体通过以下技术方案实现：一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料的制备方法，包括以下步骤：1)将O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯和溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑溶于有机溶剂中，加入引发剂在无氧条件下，在预定反应温度和时间(反应温度和时间根据AIBN半衰期确定)，反应得到嵌段大分子链转移剂；反应路线为：其中，X取值10-200；2)在有机溶剂中分别加入嵌段大分子链转移剂、4-氯甲基苯乙烯和引发剂，在无氧条件下反应，在预定反应温度和时间(反应温度和时间根据AIBN半衰期确定)，得到嵌段大分子链前驱体；反应路线为：其中，y取值10-100；3)将该大分子链前驱体与乙烯基咪唑进行烷基化反应，获得最终功能大分子链单体；反应路线为：4)将DNA和功能大分子链单体置于磷酸缓冲溶液中组装，依次加入过硫酸铵和四甲基乙二胺，在无氧条件反应，得到DNA印迹水凝胶：进一步的，所述的O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯与溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑的摩尔比为1:10-200。进一步的，所述的嵌段大分子链转移剂与对4-氯甲基苯乙烯的摩尔比为1:10-100。进一步的，所述的嵌段大分子链前驱体与乙烯基咪唑的质量比为1:0.5-2。进一步的，所述的DNA与功能大分子链单体的质量比为1:1～5。进一步的，所述的有机溶剂为N,N-二甲基亚砜；所述的引发剂为偶氮二异丁腈。在本专利技术的另一方面，上述制备方法制备得到的DNA印迹水凝胶也在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的有益效果为：本专利技术从模板DNA结构稳定性问题利用大分子的可设计性与离子液体聚离子液体聚合物的特点，合成了能够在印迹过程中稳定模板分子。将该单体用于DNA印迹材料的制备，可以在印迹过程中对模板DNA进行稳定印迹，最终实现高识别性DNA印迹材料的构筑。具体实施方式下面将结合本专利技术具体的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术通过嵌段大分子链单体的设计，实现同时包含功能区和交联区域的高识别性DNA印迹材料的构筑。具体包括以下步骤：一、嵌段大分子链单体的制备1)将一定量的O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯作为链转移剂(CTA)和一定量的溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑([BVIM]Br)溶解在N,N-二甲基亚砜(DMSO)溶液中(保证总单体浓度在2～20％mg/mL)，随后向混合溶液中加入一定量偶氮二异丁腈引发剂(引发剂AIBN重量占总单体重量的0.5～2％wt)。其中，CTA与[BVIM]Br摩尔比为1:10-200。2)将上述混合溶液通氮除氧30min后，在60-80℃下反应1-18h。反应后的溶液在50-100mL的冰乙醚中沉淀，并采用200mL的乙醚洗涤多次。沉淀后的产物在室温下真空条件下干燥12h，获得嵌段大分子链转移剂。3)取200mg的嵌段大分子链转移剂溶于一定量的DMSO(保证总单体浓度在2～20％mg/mL)中，随后向溶液中加入一定量4-氯甲基苯乙烯(CMS)和偶氮二异丁腈引发剂(引发剂AIBN重量占总单体重量的0.5～2％wt)。其中，大分子链转移剂与CMS的摩尔比1:10-100。4)将功能大分子链转移剂混合溶液通氮除氧30min后，在60-80℃下反应2-24h。反应后的溶液在100mL的冰乙醚中沉淀，并采用200mL的乙醚洗涤多次。沉淀后的产物在室温下真空条件下干燥12h，获得嵌段大分子链前驱体。5)将得到的大分子链前驱体与乙烯基咪唑在50℃(溶剂DMSO)进行烷基化反应(12-50h)，获得最终功能大分子链单体。嵌段大分子链前驱体与乙烯基咪唑的质量比为1:0.5-2。将沉淀的粗产物溶于10mL的去离子水中，并将水溶液放入到分子量截留为1000的透析袋中透析2天。透析后的水溶液冷冻干燥，获得最终的嵌段大分子链单体。二、基于嵌段大分子链单体的DNA印迹水凝胶的制备1)将100mg的DNA与100～500mg的功能大分子链置于1～10mL(保证凝胶固含量在5％～30％wt)的磷酸缓冲溶液(pH＝7，10mM)中组装2h。2)随后将一定量的过硫酸铵溶解到上述溶液中，并通氮除氧30min。迅速向溶液中加入一定量的四甲基乙二胺。混合溶液在15～30℃下反应3～18小时。其中，过硫酸铵和四甲基乙二胺占总单体质量的0.5～2％wt，硫酸铵和四甲基乙二胺的比例为1:1(毫克：微升)3)生成的印迹水凝胶在15～30℃下通过浓度范围在0.1～0.5M的NaCl溶液中洗涤，并用紫外分光光度计测量洗脱液在280nm处的特征峰，洗涤过程一直持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯和溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑溶于有机溶剂中，加入引发剂在无氧条件下反应得到大分子链转移剂；/n2)在有机溶剂中分别加入大分子链转移剂、4-氯甲基苯乙烯和引发剂，在无氧条件下反应，得到嵌段大分子链前驱体；/n3)将该嵌段大分子链前驱体与乙烯基咪唑进行烷基化反应，将产物置于透析袋中透析，获得最终功能嵌段大分子链单体；/n4)将DNA和嵌段大分子链单体置于磷酸缓冲溶液中组装，依次加入过硫酸铵和四甲基乙二胺在无氧条件反应，得到DNA印迹水凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯和溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑溶于有机溶剂中，加入引发剂在无氧条件下反应得到大分子链转移剂；
2)在有机溶剂中分别加入大分子链转移剂、4-氯甲基苯乙烯和引发剂，在无氧条件下反应，得到嵌段大分子链前驱体；
3)将该嵌段大分子链前驱体与乙烯基咪唑进行烷基化反应，将产物置于透析袋中透析，获得最终功能嵌段大分子链单体；
4)将DNA和嵌段大分子链单体置于磷酸缓冲溶液中组装，依次加入过硫酸铵和四甲基乙二胺在无氧条件反应，得到DNA印迹水凝胶。


2.根据权利要求1所述的一种基于嵌段大分子链单体的DNA印迹材料的制备方法，其特征在于，所述的O-乙基-S-(1-苯乙基)二硫代碳酸酯与溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑的摩尔比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文琦，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61