【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镓回收，特别是指一种镓结合肽h6gabp、多肽基镓吸附剂及其制备方法。
技术介绍
1、镓在半导体、太阳能电池、合金、医疗器械等领域的应用具有不可替代的作用，已被许多国家或地区列为关键金属之一。然而，镓在地壳中的分布极为分散，几乎没有独立的矿床，使得尾矿和相关废水等二次资源成为镓回收的主要来源。
2、目前，从溶液中回收镓的方法主要包括溶剂萃取、吸附、沉淀、离子交换和电化学方法。溶剂萃取由于其较高的分离效率而被广泛使用，然而，溶液中镓的低浓度导致了大量的有机化学品消耗，并对环境造成了重大危害。相比之下，吸附法是从溶液中回收低浓度金属离子的有效方法。然而，如何提高吸附剂对目标金属的选择性是需要解决的关键问题。
3、蛋白质和多肽等生物分子在金属选择性回收领域已显示出巨大潜力，它们已被应用于许多关键金属的回收，包括稀土元素、铀、钯、钨、钼、镉等，并表现出极高的选择性。这是由于它们具有丰富的官能团，可以提供大量的金属结合位点，同时，它们独特的空间结构使其能够有效地“包裹”金属，从而产生极高的选择性。与金属结合蛋白相比，多肽更容易进行人工定制和合成，以实现特定用途。例如，通过半胱氨酸替代法将镓结合肽(gabp)htqhiqsddhla中氨基酸进行定向突变，形成二硫键，可显著降低多肽的柔性，并大大增强其与镓结合的能力。然而，由于多肽通常是水溶性的，难以直接利用。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种镓结合肽h6gabp、多肽基镓吸附剂及其制备方法，通过镓结合肽
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：一种镓结合肽h6gabp，所述镓结合肽h6gabp如seq id no.1所示，具体序列为hhhhhhtmhhaaiahpph。
3、一种多肽基镓吸附剂，所述多肽基镓吸附剂包括载体，载体上负载有权利要求1所述的镓结合肽h6gabp。
4、进一步地，载体为水凝胶微球，或者功能化颗粒，功能化颗粒的表面带有氨基、羧基和巯基中的至少一种。
5、进一步地，功能化颗粒为琼脂糖、硅藻土、二氧化硅、聚苯乙烯微球或者磁性纳米颗粒。
6、进一步地，所述水凝胶微球为海藻酸钠水凝胶微球或者聚乙烯醇水凝胶微球。
7、进一步地，磁性纳米颗粒为氧化铁基、纯金属基、尖晶石型铁磁基或者合金基的磁性纳米颗粒。
8、进一步地，氧化铁基为fe3o4或fe2o3；纯金属基为fe或co，尖晶石型铁磁基为mgfe2o4、mnfe2o4或cofe2o4，合金基为copt3和fept。
9、一种多肽基镓吸附剂的制备方法，载体为水凝胶微球，则采用包埋法固定镓结合肽h6gabp，获得多肽基镓吸附剂；载体为功能化颗粒，则采用共价结合法固定镓结合肽h6gabp，获得多肽基镓吸附剂。
10、进一步地，采用包埋法固定镓结合肽h6gabp的方法如下：
11、(1)将镓结合肽h6gabp添加到水凝胶的溶胶溶液中，搅拌均匀，得到含h6gabp的溶胶溶液；
12、(2)将含h6gabp的溶胶溶液逐滴滴加到含有交联剂的水溶液中，低温保存，得到多肽基镓吸附剂。交联剂为二价金属离子，如钙离子、铜离子、锌离子等。
13、进一步地，步骤(1)中，镓结合肽h6gabp和水凝胶的质量比为1：(10-40)。
14、进一步地，步骤(1)-(2)中，水凝胶的溶胶溶液的质量浓度为3％，交联剂的水溶液的质量浓度为8-12％。
15、进一步地，步骤(1)中，水凝胶的溶胶溶液的制备方法：将水凝胶原料添加到去离子水中，然后水浴搅拌，形成溶胶溶液后冷却至室温，水浴的温度为70-80℃，搅拌时间为4-5h。
16、进一步地，步骤(2)中，低温保存的条件为：小于4℃储存12h以上。
17、进一步地，采用共价结合法固定镓结合肽h6gabp的方法如下：
18、1)将清洗后的功能化颗粒与生物偶联剂混匀并摇床孵育，离心、清洗，得到预处理颗粒；所述生物偶联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)，或者双琥珀酰亚胺辛二酸酯钠盐(bs3)；
19、2)将镓结合肽h6gabp的mes缓冲溶液与步骤1)预处理颗粒混匀并摇床孵育，得到多肽基镓吸附剂。
20、进一步地，步骤1)中，将3mg的功能化颗粒与50μl生物偶联剂混匀；摇床26℃孵育2h；使用25mm的mes缓冲液清洗3遍，确保除去生物偶联剂残留溶液。
21、进一步地，步骤2)中，将镓结合肽h6gabp溶于25mm的mes缓冲溶液，取1ml的2mg/ml镓结合肽h6gabp的mes缓冲溶液与预处理颗粒混匀，摇床26℃孵育4h。
22、一种多肽基镓吸附剂在选择性分离回收镓离子中的应用。
23、进一步地，选择性分离回收水溶液中的镓离子，溶液的ph＝2-3.5。
24、进一步地，多肽基镓吸附剂回收镓离子后采用洗脱剂洗脱，多肽基镓吸附剂循环使用，洗脱剂为0.1-1mm(mm为mmol/l)的h2so4。
25、本专利技术的有益效果：
26、本专利技术设计了镓结合肽h6gabp，并采用海藻酸钠将其固定，制成多肽基镓吸附剂h6gabp@sa，使其在低ph条件下高效回收镓离子，吸附实验证明了h6gabp@sa在镓选择性回收方面的优越性能；结构表征表明，镓的吸附机制包括镓与多肽上组氨酸的螯合作用，以及镓和微球中钙之间的阳离子交换作用。本专利技术对于利用镓结合肽从复杂的工业原料中选择性回收镓具有重要意义。
27、相比于液液萃取、竹子基或果壳基活性炭复合萃取材料以及大孔吸附树脂复合萃取材料，本专利技术所制备的多肽基镓吸附剂h6gabp@sa中镓结合肽和海藻酸钠协同作用，h6gabp@sa对镓离子的最大吸附容量可达约120mg/g，且可以实现镓与砷、镁、铝、钒、锌等共存金属离子的选择性分离，大大提高了对稀散金属镓的选择性分离能力和吸附能力；而且h6gabp@sa吸附镓后可通过洗脱剂进行洗脱处理，洗脱剂为1mm h2so4时，洗脱效率为95.2％，循环四次后仍具有78％的初始吸附能力。
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1.一种镓结合肽H6GaBP，其特征在于：所述镓结合肽H6GaBP序列如SEQID NO.1所示，具体为HHHHHHTMHHAAIAHPPH。
2.一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：所述多肽基镓吸附剂包括载体，载体上负载有权利要求1所述的镓结合肽H6GaBP。
3.根据权利要求2所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：载体为水凝胶微球，或者功能化颗粒，功能化颗粒的表面带有氨基、羧基和巯基中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：功能化颗粒为琼脂糖、硅藻土、二氧化硅、聚苯乙烯微球或者磁性纳米颗粒。
5.根据权利要求3所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：所述水凝胶微球为海藻酸钠水凝胶微球或者聚乙烯醇水凝胶微球。
6.根据权利要求4所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：磁性纳米颗粒为氧化铁基、纯金属基、尖晶石型铁磁基或者合金基的磁性纳米颗粒。
7.根据权利要求1所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：氧化铁基为Fe3O4或Fe2O3；纯金属基为Fe或Co，尖晶石型铁磁基为MgFe2O4、M
8.一种权利要求2-7任一项所述的多肽基镓吸附剂的制备方法，其特征在于，载体为水凝胶微球，则采用包埋法固定镓结合肽H6GaBP，获得多肽基镓吸附剂；载体为功能化颗粒，则采用共价结合法固定镓结合肽H6GaBP，获得多肽基镓吸附剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，采用包埋法固定镓结合肽H6GaBP的方法如下：
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，采用共价结合法固定镓结合肽H6GaBP的方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种镓结合肽h6gabp，其特征在于：所述镓结合肽h6gabp序列如seqid no.1所示，具体为hhhhhhtmhhaaiahpph。
2.一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：所述多肽基镓吸附剂包括载体，载体上负载有权利要求1所述的镓结合肽h6gabp。
3.根据权利要求2所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：载体为水凝胶微球，或者功能化颗粒，功能化颗粒的表面带有氨基、羧基和巯基中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：功能化颗粒为琼脂糖、硅藻土、二氧化硅、聚苯乙烯微球或者磁性纳米颗粒。
5.根据权利要求3所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于：所述水凝胶微球为海藻酸钠水凝胶微球或者聚乙烯醇水凝胶微球。
6.根据权利要求4所述的一种多肽基镓吸附剂，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，曹亦俊，辛志伟，王伟，高晗，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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