一种可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂及其快速分离应用制造技术

本发明专利技术属于分子辨识吸附分离功能材料制备技术领域，公开了一种可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂及其快速分离应用。本发明专利技术以姜黄素为模板，制备聚多巴胺纳米管PDA NTs，通过2

【技术实现步骤摘要】
一种可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂及其快速分离应用


[0001]本专利技术属于分子辨识吸附分离功能材料制备
，具体涉及一种可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂及其快速分离应用。

技术介绍

[0002]核苷是一类具有重要生物化学意义的分子，它们是编码在DNA和RNA中的遗传信息的组成部分。其中，2
′‑
脱氧腺苷(dA)是一种具有良好生理活性的嘌呤类核苷，参与生物细胞的遗传信息的传递，影响着蛋白质的合成以及多聚糖的代谢，对生物体内细胞的生长、增殖、分化和抑制具有十分重要的调控作用，现已被确定为许多疾病的潜在标志物。此外，dA也是抗病毒、抗肿瘤、毛细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病、艾滋病等药物的重要中间体或原料。dA的合成途径主要有三种：
①
脱氧核糖核酸的降解；
②
化学合成法；
③
生物转化法。以上三种合成途径存在主产物浓度低、副产物多的难题。同时dA与多种脱氧核苷结构相似、极性和电荷相近，使得分离纯化dA的困难程度增加。相比常见的柱色谱法，结晶法，溶剂萃取法等，吸附法因其操作简单、绿色环保、成本低廉，成为较为理想的分离腺苷的方法。但传统吸附剂在吸附腺苷时，往往存在位点亲和力不够高、传质效率较低、吸附过程易受细菌污染、使用寿命短等不足。因此，探索选择性分离纯化dA新方法对于高品质dA及其衍生物的药理研究和应用开发具有重要意义。
[0003]分子印迹技术(MIT)是一种制备对某一特定分子具有专一识别能力聚合物技术，制备的聚合物称为分子印迹聚合物(MIPs)。MIPs又被称为“人工抗体”，与生物辨识相比，MIPs具有稳定性高、抗恶劣环境和使用寿命长等优点。MIPs因其制备简单、成本低、化学/物理稳定性优异和保质期较长等独特的优势，有望成为可大规模制备的抗体替代品。然而，传统MIPs仍存在一些不足，比如：
①
传质速率较慢；
②
吸附容量有待提高；
③
吸附分离的选择性有待增强；
④
功能较为单一等。因此，迫切需要开发一种新的策略以解决传统MIPs的局限性。
[0004]受贻贝蛋白质粘附机理的启发，多巴胺(DA)已成为材料科学研究的热点。DA在碱性条件下能够自聚形成聚多巴胺(PDA)，也可以黏附在一些材料表面形成PDA涂层；PDA表面具有丰富的酚羟基与氨基，有利于进行多种表面修饰。PDA具有优异的生物相容性和生物降解性；良好的亲水性、化学活性和稳定性。此外，PDA本身具有一定的抗菌活性，具有高粘附性的PDA与细菌膜结合会损害细胞的活性，限制营养物质在胞浆内外的扩散，从而导致细菌死亡。但与一些无机、有机和天然抗菌剂相比，PDA的抗菌活性相对较弱，为提高其抗菌活性，将Ag
+
原位还原成纳米银颗粒(Ag NPs)从而沉积在PDA表面，利用PDA涂层与Ag NPs产生协同抗菌的功效提高材料的抗菌能力。
[0005]Janus材料是一种两面性质不同的各向异性材料，它为实现一材多用提供了可能性，可以通过对材料内、外表面进行不同的修饰使其发挥不同的功能，表现出“一加一大于二”的优异性能。其中，Janus中空微纳米材料是指由相互贯通或封闭孔洞构成的、同时拥有
两种不同结构或化学组成的各向异性材料。与实心材料相比，空腔的存在赋予了材料诸多优势，比如表面积大、密度小、表面利用率高、渗透性好等物理性质以及较好的化学惰性和可再生性等。
[0006]迄今为止，有关利用Janus中空微纳米材料制备各向异性多功能印迹聚合物的研究较少，关于使核苷类印迹吸附剂具备抑菌抗污能力的相关工作还未见报道。因此，本专利技术提出了一种合适的策略，使PDA NTs内外表面分别具备抑菌抗污与高效吸附dA的双重功能，该工作针对传统MIPs存在的不足进行优化，显著提升了对目标分子dA的吸附速率、吸附选择性以及吸附容量，使该多功能吸附剂能够在有菌环境中实现对dA的高效分离。

技术实现思路

[0007]本专利技术以姜黄素模板法制备的聚多巴胺纳米管(PDANTs)为基底材料，利用其表面丰富的基团，通过2
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溴异丁酰溴(BIBB)在PDA NTs外壁修饰溴元素；随后以外表面的溴元素为原子转移自由基聚合(ATRP)的引发剂，以2'
‑
脱氧腺苷(dA)作为模板分子，以可与dA碱基互补配对并其具有高特异性吸附的5
‑
(2
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甲氧基乙烯基)
‑
2'
‑
脱氧尿苷(AcrU)为功能单体，在PDA NTs外壁接枝了dA分子印迹聚合物(J
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PDA NTs
‑
MIPs)；然后，用乙醇溶解姜黄素模板，暴露PDA NTs内壁丰富的基团，并将Ag
+
原位还原成银纳米颗粒(Ag NPs)，最终获得接枝银纳米颗粒的印迹吸附剂(J
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Ag@PDA NTs
‑
MIPs)。本专利技术以Janus中空微纳米材料为桥梁，结合分子印迹和银纳米颗粒抑菌手段，构建了兼具选择性高效吸附dA与抑菌抗污双重功能的印迹吸附剂。此外，吸附剂的中空结构使溶剂传输有足够空间，提升了传质速率，极大优化了特异性吸附与模板分子脱附的过程。本专利技术为实现在有菌水溶液环境中对dA的“快、准、多”吸附分离提供了新方法，同时也为印迹材料的多功能修饰提供了新思路。
[0008]本专利技术提供了一种可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂的制备方法，并利用dA模拟溶液，评估了J
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Ag@PDA NTs
‑
MIPs吸附剂选择性吸附分离dA分子的性能与抑菌性能。所述方法包括如下步骤：
[0009](1)PDA NTs的制备：
[0010]首先通过现有技术制备PDA NTs。具体步骤为：将一定量的姜黄素溶解在乙醇中，随后在温和的搅拌条件下滴加去离子水，室温下静置一段时间，然后加入一定量的盐酸多巴胺，搅拌片刻后加入一定量的Tris
‑
HCl缓冲溶液，室温下持续搅拌24h，抽滤收集产物，并用去离子水清洗三次，最后经冷冻干燥得到PDA NTs；
[0011](2)J
‑
PDA NTs
‑
Br的制备：
[0012]取步骤(1)制备的PDA NTs分散一定体积的正己烷中，常温下通氮气后，依次加入一定量的2
‑
溴异丁酰溴(BIBB)和三乙胺，并在0℃下搅拌反应2
‑
4h；待反应结束后离心收集产物，并用正己烷洗涤产物数次；然后用乙醇浸泡产物一段时间以除去中间的姜黄素模板；随后离心收集产物，用乙醇和去离子水各清洗数次；最后经冷冻干燥后得到仅外壁修饰溴元素的J
‑
PDA NTs
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Br；
[0013](3)J
‑
PDA NTs
‑
MIPs的制备：
[0014]首先，将一定比例的乙腈和二甲亚砜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备聚多巴胺纳米管PDA NTs，备用：(2)J
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PDA NTs
‑
Br的制备：取步骤(1)制备的PDA NTs分散在一定量的正己烷中，常温下通氮气后，依次加入一定量的2
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溴异丁酰溴BIBB和三乙胺，并在一定温度下搅拌反应一段时间；待反应结束后离心收集产物，正己烷洗涤数次；然后用乙醇浸泡除去中间的姜黄素模板；随后离心收集产物，用乙醇和去离子水各清洗数次；最后经冷冻干燥后，得到仅外壁修饰溴元素的J
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PDA NTs
‑
Br；(3)J
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PDA NTs
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MIPs的制备：首先，将一定比例的乙腈和二甲亚砜DMSO混合做溶剂，加入2'
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脱氧腺苷dA、5
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(2
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甲氧基乙烯基)
‑
2'
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脱氧尿苷AcrU，超声使其充分溶解，常温下通氮气；避光自组装一段时间；然后加入一定量的二甲基丙烯酸乙二醇酯EGDMA和步骤(2)制备的J
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PDA NTs
‑
Br，在一定温度条件下搅拌一段时间后，加入N,N,N,N,N
‑
五甲基二乙烯三胺PMDETA、溴化铜CuBr2、溴化亚铜CuBr和抗坏血酸VC；随后再次通氮气，之后将反应容器密封，并在沙浴加热条件下持续搅拌进行反应；反应结束后离心收集产物，并用乙腈和去离子水各洗涤产物数次，再用洗脱剂对产物反复进行浸泡与洗涤，除去模板分子dA；最后，经冷冻干燥得到仅外壁覆盖分子印迹聚合物的管状吸附剂，记为J
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PDA NTs
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MIPs；(4)J
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Ag@PDA NTs
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MIPs的制备：首先，配制一定浓度的硝酸银水溶液；然后取一定量步骤(3)制备的J
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PDA NTs
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MIPs分散在硝酸银水溶液中，在一定的水浴温度条件下持续搅拌一段时间，随后离心收集产物，用乙醇和去离子水各清洗数次；最后经冷冻干燥，得到外壁覆盖分子印迹聚合物、内壁接银纳米颗粒的各向异性管状吸附剂，即可抑菌抗污的各向异性管状印迹吸附剂，记为J
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Ag@PDA NTs
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MIPs。2.如权利要求1所述的制备方法，步骤(1)中，聚多巴胺纳米管PDA NTs的制备步骤为：将一定量的姜黄素溶解在乙醇中，随后在温和的搅拌条件下滴加去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李美瑶，潘建明，王盼，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：