一種含大環(huán)化合物的新型親和分離材質(zhì)制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含大環(huán)化合物的新型親和分離材質(zhì)的制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明提供一種親和分離材質(zhì)的制造方法，該制造方法包括：將大環(huán)化合物和聚合物材質(zhì)以共混的方式結(jié)合形成共混材質(zhì)的工序，聚合物材質(zhì)包括乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)和聚醚砜(PES)等；利用配基(活性染料)與共混材質(zhì)中大環(huán)化合物間的化學(xué)反應(yīng)將配基固載到共混材質(zhì)，從而得到親和分離材質(zhì)的工序；本發(fā)明同時(shí)提供一種親和分離材質(zhì)的應(yīng)用：該新型親和分離材質(zhì)用于吸附牛血清蛋白(BSA)等生物大分子的應(yīng)用。
【專利說明】一種含大環(huán)化合物的新型親和分離材質(zhì)制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及親和分離材質(zhì)的制備方法及應(yīng)用，具體就是將大環(huán)化合物和聚合物材質(zhì)(PES、EVAL等)共混制備共混分離材質(zhì)后，利用配基與共混分離材質(zhì)中大環(huán)化合物間的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)配基的固載，最終制備親和分離材質(zhì)，并將該親和分離材質(zhì)用于牛血清蛋白(BSA)等生物大分子的吸附應(yīng)用。原料多為商業(yè)化產(chǎn)品、操作簡(jiǎn)潔且產(chǎn)率較高，同時(shí)對(duì)于大環(huán)化合物特殊功能和結(jié)構(gòu)的深入認(rèn)識(shí)、親和分離技術(shù)的拓展具有重要意義。
【背景技術(shù)】
[0002]近十幾年來，隨著生命科學(xué)和生物工程的迅速發(fā)展，對(duì)于蛋白質(zhì)、酶、核苷酸等生物大分子純化分離的要求越發(fā)嚴(yán)格。傳統(tǒng)的分離方法，如沉淀、結(jié)晶、離心等在很多情況下難以滿足臨床要求。親和分離材質(zhì)技術(shù)具有選擇性強(qiáng)、處理量大、易于放大等顯著優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)等生物大分子的分離，已經(jīng)發(fā)展成為親和分離的一個(gè)重要分支。
[0003]活性染料作為配基用于親和分離不僅與BSA等生物大分子具有較好的結(jié)合能力，而且解決了天然配體價(jià)格昂貴、通用性差等局限性，三嗪染料如汽巴藍(lán)(Cibacron BlueF3GA)和活性藍(lán)5 (Procion Blue MX-R)等已廣泛用于蛋白純化分離。
[0004]到目前為止，染料親和分離材質(zhì)所選用的基質(zhì)材料大多為纖維素、殼聚糖等含有大量活性基團(tuán)(如羥基)的聚合物，原因在于通過活性基團(tuán)與染料配基間的共價(jià)作用賦予分離材質(zhì)親和性能(吸附蛋白質(zhì)等)。而大環(huán)化合物如環(huán)糊精(Cyclodextrin,簡(jiǎn)稱CD)與纖維素的分子結(jié)構(gòu)式相似，一方面，環(huán)糊精環(huán)糊精含有豐富的活性基團(tuán)(羥基)，能提供偶聯(lián)配基反應(yīng)時(shí)需要的特異性基團(tuán)，另一方面，其特殊的空腔結(jié)構(gòu)和外部親水、內(nèi)部疏水的性質(zhì)，對(duì)蛋白質(zhì)等生物大分子的吸附有一定的“誘導(dǎo)”和包合作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種含大環(huán)化合物并且以以染料為配基的新型親和分離材質(zhì)的制備方法及其應(yīng)用，該發(fā)明對(duì)于環(huán)糊精特殊功能和結(jié)構(gòu)的深入認(rèn)識(shí)、親和分離材質(zhì)技術(shù)的拓展具有重要意義。同時(shí)該方法快速、簡(jiǎn)便、廉價(jià)、高效，可高效吸附牛血清蛋白等生物大分子，適用于規(guī)?；a(chǎn)。
[0006]本發(fā)明涉及以染料Procion Blue MX-R為配基的含大環(huán)化合物新型親和分離材質(zhì)的制備方法，包括下列步驟:
[0007]一.共混分離材質(zhì)制備:
[0008]將大環(huán)化合物和聚合物材質(zhì)EVAL或PES在二甲基亞砜溶劑中、加熱以及攪拌的條件下混合均勻，利用相轉(zhuǎn)化法制備共混分離材質(zhì)。
[0009]二.親和分離材質(zhì)制備:
[0010](I)將上述制備好的共混分離材質(zhì)放入到適量體積、一定濃度的染料ProcionBlue MX-R溶液中反應(yīng)；
[0011](2)加入適量體積、一定濃度的NaCI溶液處理，使吸附反應(yīng)容易進(jìn)行，最終將染料分子固載到共混分離材質(zhì)上；
[0012](3)調(diào)節(jié)氣浴溫度，加入適量體積、一定濃度的Na2CO3溶液中進(jìn)行固色反應(yīng)；
[0013](4)將反應(yīng)液冷卻,依次用去離子水、甲醇、NaCl溶液、尿素溶液充分洗漆后,最后再次用去離子水沖洗，并保存于Tris-HCI緩沖液中，得到以染料Procion Blue MX-R為配基的含大環(huán)化合物新型親和分離材質(zhì)。
[0014]所述的分離材質(zhì)是用以聚合物EVAL或PES為基質(zhì)，采用相轉(zhuǎn)化法制備而成的；
[0015]所述的大環(huán)化合物為環(huán)糊精，包括α、β、Y-環(huán)糊精；
[0016]所述步驟一中共混分離材質(zhì)制備的反應(yīng)溫度為60°C，同含量為10~20%，反應(yīng)時(shí)間為4~6h。
[0017]所述染料Procion Blue MX-R 的濃度是 IOmg / ml,用量為 100ml ；
[0018]所述步驟(1)中的反應(yīng)是40~60°C的氣浴振蕩反應(yīng)20~50min ；
[0019]所述步驟⑵中的NaCI溶液處理是用201111、20￥七％的NaCI溶液在40~60°C氣浴振蕩處理50~80min ；
[0020]所述步驟⑶中的Na2CO3固色反應(yīng)是用Iwt% Na2CO3在60~90°C氣浴振蕩反應(yīng)20 ~40min ；
[0021]所述步驟(4)中的洗滌液用的是含量為99.5~100%的甲醇、2mol / L的NaCI溶液、6mol / L的尿素溶液。
[0022]尿素洗滌，洗滌程度是所洗后的洗滌液為無(wú)色；
[0023]以染料Procion Blue MX-R為配基的含大環(huán)化合物新型親和分離材質(zhì)可應(yīng)用于BSA等生物大分子的吸附。
[0024]發(fā)明效果:
[0025](I)本發(fā)明對(duì)于大環(huán)化合物特殊功能和結(jié)構(gòu)的深入認(rèn)識(shí)、親和分離技術(shù)的拓展具
有重要意義；
[0026](2)本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)較少，吸附效果良好；
[0027](3)本發(fā)明所使用的原材料多為工業(yè)化產(chǎn)品，廉價(jià)易得，降低了生產(chǎn)成本。所選聚合物基質(zhì)EVAL中含有豐富的活性基團(tuán)(如羥基)，有利于染料固載反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和抗污染性；
[0028](4)探明了各種影響因素對(duì)于親和吸附性能的影響，建立了各種因素與吸附的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是牛血清蛋白初始濃度的變化對(duì)吸附性能的影響曲線；
[0030]圖2是反應(yīng)pH的變化對(duì)牛血清蛋白吸附的影響曲線；
【具體實(shí)施方式】:
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。[0032]實(shí)施例1:
[0033](I)共混分離材質(zhì)制備:
[0034]將聚合物基質(zhì)材料EVAL和溶劑DMAc按一定比例混合，加入適量的β -環(huán)糊精，其中EVAL的同含量為20%，β -環(huán)糊精的固含量為2%，40°C下機(jī)械攪拌4h至完全溶解，真空脫泡，采用相轉(zhuǎn)化法制備分離材質(zhì)，放入凝固浴(去離子水)中靜置3天，期間換水5次，放入干燥器內(nèi)貯存?zhèn)溆谩?br> [0035](2)親和分離材質(zhì)制備:
[0036]取3張(I)中制備的共混分離材質(zhì)放入IOOmlUg / L的染料溶液中；混合液在60°C下密封振蕩30min，接著加20% wt的NaCl溶液，反應(yīng)60min。將水浴鍋逐漸加熱到800C，加入I % wt的Na2CO3溶液使混合液的pH值保持在10-11的范圍內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)30min后冷卻，用去離子水洗漆至無(wú)色，然后依次加入甲醇、2mol / L的NaCl溶液和6moI / L的尿素溶液，最后再次用去離子水沖洗。并用Tris-HCl緩沖液保存。
[0037]實(shí)施例2:
[0038]以染料Procion Blue MX-R為配基的含大環(huán)化合物新型親和分離材質(zhì)的應(yīng)用，具體步驟如下:
[0039](I)牛血清蛋白濃度初始濃度的確定:
[0040]稱取5組各0.1g親和分離材質(zhì)，加入的緩沖液和濃度分別為0、0.2,0.4,0.6、
1.2mg / ml的牛血清蛋白中，于25°C下振蕩4h。采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定牛血清蛋白的濃度，進(jìn)而計(jì)算出吸附容量。圖1是牛血清蛋白初始濃度的變化對(duì)吸附性能的影響曲線，結(jié)果表明吸附容量隨著牛血清蛋白初始濃度的增大而增大，綜合考慮，選擇牛血清蛋白的初始濃度為1.0mg / ml ο
[0041](2)反應(yīng)pH值的確定:
[0042]稱取5組各0.06g親和分離材質(zhì)，加入IOml磷酸鹽緩沖液配制的牛血清蛋白溶液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，溶液的PH值分別為3.8,4.4,5.0,5.8和6.5，于25°C下振蕩4h。采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定牛血清蛋白的濃度，進(jìn)而計(jì)算出吸附容量。圖2是反應(yīng)pH的變化對(duì)牛血清蛋白吸附的影響曲線，當(dāng)反應(yīng)體系的PH值為5.0時(shí)，吸附量最高。
【權(quán)利要求】
1.一種親和分離材質(zhì)的制造方法，其包括: 共混分離材質(zhì)制備工序:將大環(huán)化合物和聚合物材質(zhì)乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)或聚醚砜(PES)在二甲基亞砜溶劑中、加熱以及攪拌的條件下混合均勻，利用相轉(zhuǎn)化法制備共混分離材質(zhì)；以及 親和分離材質(zhì)制備工序:利用活性染料與共混分離材質(zhì)中大環(huán)化合物間的化學(xué)反應(yīng)將配基固載到共混分離材質(zhì)中，將上述制備的共混分離材質(zhì)置于適量的一定濃度的染料溶液中，在pH = 10.0?11.0、氣浴恒溫振蕩等條件下反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)去離子水、甲醇、氯化鈉、尿素等試劑的洗滌后，最終制備得到親和分離材質(zhì)。
2.一種共混分離材質(zhì)的制造方法，其包括: 共混分離材質(zhì)制備工序:將大環(huán)化合物和聚合物材質(zhì)乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)或聚醚砜(PES)在二甲基亞砜溶劑中、加熱以及攪拌的條件下混合均勻，利用相轉(zhuǎn)化法制備共混分離材質(zhì)。
3.—種共混分離材質(zhì)的應(yīng)用，其包括: 該新型親和分離材質(zhì)用于吸附牛血清蛋白(BSA)等生物大分子的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B01J20/26GK103480346SQ201310464363
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】林立剛, 王安棟, 張龍輝, 張潮, 李巧玲, 董美美, 劉春雨, 孫輝, 儲(chǔ)貽健 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)