一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法，包括：将壬二酸二乙烯脂与葡萄糖溶于无水吡啶，加入碱性蛋白酶，分离提纯，得到葡萄糖乙烯脂；在上述葡萄糖乙烯脂中加入N-异丙基丙烯酰胺、引发剂和溶剂，然后氮气保护下搅拌反应，聚合反应结束后得到葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物；将上述共聚物和PLCL加入溶剂中，搅拌得纺丝液，然后进行静电纺丝，即得。本发明专利技术的方法操作简单，得到的纳米纤维膜含有丰富的可反应亲水活性功能基团并且具有接近于体温的相变温度，提高了材料表面的特异性吸附并且改善材料表面的生物相容性的同时，可能存在智能药物释放以及智能组织支架等应用潜力，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜领域，特别涉及。
技术介绍
含糖聚合物是指将糖组分通过不同的化学反应途径引入到聚合物分子链中形成的功能高分子。由于糖基可以改善聚合物的亲水性、生物相容性及生物降解性，从而制备出在生物、医药等诸多方面具有各种特殊用途的功能材料，含糖聚合物的合成研究引起各国学者的重视。广泛存在的糖缀合物，包括糖蛋白，蛋白聚糖和糖脂，参与了蛋白的靶向，细胞识别，抗体-抗原相互作用等重要生理过程。糖基化膜具有高的亲水性及抗非特异性蛋白质吸附以及高的生物相容性等特性，因此很广泛的用于蛋白质分离纯化，细菌的特异性捕捉，生物医用材料以及细胞的培养等方面，还可以制备表面功能化的分离膜。糖类可以和蛋白质直接进行特异性的识别，来完成生物信息的传递。因此，制备具有蛋白质特异性识别的糖基化材料，具有很广泛的应用前景。N-异丙基丙烯酰胺由于分子内有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基，其均相聚合物具有较低的临界溶解温度(LCST)等良好的特性。由于其聚合物具有在32°C以上呈水不溶性这一特殊的溶解特性，正在开发用于制造某些感温性聚合物凝胶的原料。N-异丙基丙烯酰胺用通常的自由基聚合引发剂容易单独聚合，也容易共聚。因此，其成为当前热敏性高分子材料研究的热点。静电纺丝技术是一种利用带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形制备纳米到亚微米尺寸聚合物纤维的技术，可以获得纳米到微米尺寸纤维材料，今年来引起了广泛的重视。静电纺制备的纤维具有极大的比表面积，高孔隙率等优点。这些特性使得该纤维在过滤、组织工程、超敏感传感器等方面有很大的潜在应用前景。静电纺丝还具有简单、方便、廉价等特点，从而激起了人们对其进行深入研究的浓厚兴趣。利用静电纺丝技术制备的含糖纳米纤维膜具有后续研究蛋白质之间特异性吸附机理的潜力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法操作简单、产物易处理且经济环保，该纳米纤维膜含有丰富的可反应亲水活性功能基团并且具有接近于体温的相变温度，提高了材料表面的特异性吸附并且改善材料表面的生物相容性的同时，在相变特性的基础上可以有很多潜在的应用。本专利技术的一种葡萄糖壬二酸乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法，包括:(I)将摩尔比为1-4:1的壬二酸二乙烯脂与葡萄糖溶于无水吡啶，加入碱性蛋白酶，在40-60°C条件下反应3-5天，分离提纯，得到葡萄糖乙烯脂；其中碱性蛋白酶与无水吡I啶的用量比为 0.5-1.5g:50-100mL ；(2)在上述葡萄糖乙烯脂中加入N-异丙基丙烯酰胺、引发剂和溶剂，然后在55-60°C氮气保护下搅拌反应3-8h，聚合反应结束后得到葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物；其中N-异丙基丙烯酰胺与葡萄糖乙烯脂的摩尔比为1-50:1，引发剂占葡萄糖乙烯脂和N-异丙基丙烯酰胺质量之和的0.2-2% ；(3)将上述葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL加入溶剂中，搅拌得葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纺丝液，然后进行静电纺丝，干燥即得葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜；其中葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL之和占纺丝液的质量分数为3-30%，葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL的摩尔比为 1:1。所述步骤(I)中反应在恒温振荡培养箱中进行，转速为200rpm。所述步骤(I)中分离提纯为:用硅胶层析柱分离提纯，洗脱剂为乙酸乙酯，展开剂为体积比为17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水的混合液，用I2显色。所述步骤(2)中引发剂为偶氮二异丁腈AIBN，溶剂为无水乙醇，葡萄糖乙烯脂和N-异丙基丙烯酰胺在无水乙醇溶液中的浓度之和为2-3mol/L。所述步骤(2)中聚合反应结束后，将产物经3500D透析膜除去没反应的葡萄糖乙烯脂。所述步骤(3)中的溶剂为无水乙醇。所述步骤(3)中葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物中，葡萄糖乙烯脂与异丙基丙烯酰胺的摩尔比为1:5-1:25。所述步骤(3)中静电纺丝工艺参数为:注射器规格为5mL，针头内径为0.4-0.7mm,喷出流速0.8-2mL/h，静电压10-18kV，接收屏采用铝箔接地接收，接受距离为10_20cm，采用正交方法调节纺丝参数进行电纺。所述步骤(3)中干燥的温度为30_60°C，干燥时间为24_48h。所述步骤(3)所得的葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜应用于蛋白质的分离纯化、研究糖类和蛋白质特异性吸附机理。本专利技术中所用的壬二酸二乙烯脂的制备方法如下:将一定摩尔量的壬二酸，醋酸乙烯酯(1:1?1:10mol/mol), Ig?5g醋酸萊,微量醋酸铜混合于250mL烧瓶中，室温搅拌I?15min后加入0.1-0.5mL浓硫酸，在50°C?70°C下恒温搅拌反应8h。反应完毕得到蓝色澄清溶液。反应液冷却后加入0.1?1.5g无水醋酸钠，充分震荡以除去其中的硫酸，静置过滤后旋转蒸发除去过量的醋酸乙烯酯。剩余溶液经硅胶层析柱(300?400目)分离提纯，得到壬二酸二乙烯脂。[0021 ] 糖基修饰温敏性纳米纤维在蛋白质识别中的应用。将糖基修饰丙烯腈基纳米纤维膜浸入相同浓度FITC-Con A和RBITC-BSA溶液中，37°C下震荡吸附2小时，滤出，清洗。利用糖基与特定蛋白质的特异性吸附作用，纳米纤维会选择性的吸附蛋白质，用高浓度的糖溶液可以把蛋白质从纤维上洗脱下来，从而实现混合液中蛋白质的分离。糖是生物分子中的一种，广泛存在于生物体内，是一类多羟基化合物，具有极强的亲水性，因此，把糖引入材料的表面，将有效改善材料表面的生物相容性。并且，糖基可以和凝集素之间发生特异性的相互作用，因此，含糖聚合物经常被用来改善材料的亲水性及特异性蛋白质等物质在材料表面的吸附。本专利技术将N-异丙基丙烯酰胺和葡萄糖乙烯脂共聚进行电纺，获得直径和孔径在纳米级葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜。这种膜材料含有丰富的可反应亲水活性功能基团，提高了材料表面的非特异性吸附及改善材料表面的生物相容性，具有应用其做后续相关实验分析的潜力，并且具有可控的LCST值，具有实现药物的靶向释放等应用潜力。由于含有葡萄糖基，因此，可以实现与特定的凝集素进行识别，具有发展为智能分离膜的潜力。有益效果:(I)本专利技术采用水相沉淀聚合方法制备了葡萄糖乙烯脂共聚物，制备方法操作简单、产物易处理且经济环保；(2)本专利技术中N-异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜是一类比表面，高孔隙率的载体材料；(3)本专利技术的膜材料含有丰富的可反应亲水活性功能基团并且具有接近于体温的相变温度，膜材料表面含有可反应的葡萄糖基，可以和特异性的凝集素之间发生相互识别，因此提高了材料表面的特异性吸附能力并改善材料表面的生物相容性，具有应用其做后续相关实验分析的潜力，在相变特性的基础上可以有很多潜在的应用，如可以通过局部过热处理方法实现对肿瘤组织的温敏控制释放，也可以制备具有相变的组织工程支架；(4)本专利技术中糖基化纳米纤维膜用于蛋白质的特异性识别，高效，快速，有利于保持生物大分子的活性，研究糖类和蛋白质之间特异性识别的机理，并且可以多次重复使用，易于工业化生产。【附图说明】图1为实施例1-3所得的温敏性含糖共聚物纳米纤维膜的扫描电镜照片(纺纺丝电压为12kV，接收距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法，包括：（1）将摩尔比为1?4：1的壬二酸二乙烯脂与葡萄糖溶于无水吡啶，加入碱性蛋白酶，在40?60℃条件下反应3?5天，分离提纯，得到葡萄糖乙烯脂；其中碱性蛋白酶与无水吡啶的用量比为0.5?1.5g：50?100mL；（2）在上述葡萄糖乙烯脂中加入N?异丙基丙烯酰胺、引发剂和溶剂，然后在55?60℃氮气保护下搅拌反应3?8h，聚合反应结束后得到葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物；其中N?异丙基丙烯酰胺与葡萄糖乙烯脂的摩尔比为1?50:1，引发剂占葡萄糖乙烯脂和N?异丙基丙烯酰胺质量之和的0.2?2%；（3）将上述葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL加入溶剂中，搅拌得葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纺丝液，然后进行静电纺丝，干燥即得葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜；其中葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL之和占纺丝液的质量分数为3?30%，葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL的摩尔比为1:1。

【技术特征摘要】
1.一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法，包括: (1)将摩尔比为1-4:1的壬二酸二乙烯脂与葡萄糖溶于无水吡啶，加入碱性蛋白酶，在40-60°C条件下反应3-5天，分离提纯，得到葡萄糖乙烯脂；其中碱性蛋白酶与无水吡啶的用量比为 0.5-1.5g:50-100mL ； (2)在上述葡萄糖乙烯脂中加入N-异丙基丙烯酰胺、引发剂和溶剂，然后在55-60°C氮气保护下搅拌反应3-8h，聚合反应结束后得到葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物；其中N-异丙基丙烯酰胺与葡萄糖乙烯脂的摩尔比为1-50:1，引发剂占葡萄糖乙烯脂和N-异丙基丙烯酰胺质量之和的0.2-2% ； (3)将上述葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL加入溶剂中，搅拌得葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纺丝液，然后进行静电纺丝，干燥即得葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜；其中葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL之和占纺丝液的质量分数为3-30%，葡萄糖乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL的摩尔比为1:1。2.根据权利要求1所述的一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中反应在恒温振荡培养箱中进行，转速为200rpmo3.根据权利要求1所述的一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺共聚物纳米纤维膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中分离提纯为:用硅胶层析柱分离提纯，洗脱剂为乙酸乙酯，展开剂为体积比为17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水的混合液，用12显色。4.根据权利要求1所述的一种葡萄糖壬二酸二乙烯脂/异丙基丙烯酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利民，王蕾，权静，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：