本發明專利技術公開了一種聚合物整體柱及其制備方法與在制備酶反應器中的應用。一種聚合物整體柱的制備方法，包括如下步驟：(1)惰性氣氛下，在色譜管中，交聯劑在催化劑Ⅰ的作用下經原子轉移自由基聚合得到聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱；(2)共聚單體在所述聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱中進行電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合，即得所述聚合物整體柱。本發明專利技術操作簡單、反應時間快，可調控柱體表面作用位點及柱體的親疏水性。本發明專利技術進一步公開了一種聚合物整體柱胰蛋白酶反應器的制備方法，包括如下步驟：將鍵合液流經上述聚合物整體柱，經開環反應即得。本發明專利技術所提供的酶反應器能實現高效快速的蛋白酶解。
【技術實現步驟摘要】
一種聚合物整體柱及其制備方法與在制備酶反應器中的應用
本專利技術涉及一種聚合物整體柱及其制備方法與在制備酶反應器中的應用，屬于聚合物整體柱及其酶固定領域。
技術介紹
蛋白質組學作為后基因時代的新技術已受到人們越來越多的關注。在研究蛋白質組學的各種方法中，對蛋白質進行酶解是鑒定蛋白質的必要前提和重要步驟。傳統的游離酶存在著自酶解、酶解時間較長以及操作復雜等局限性。為了實現快速高效的蛋白酶解，常用的改進方法是將酶固定于不同的材料上，從而制備得到固定化酶反應器。聚合物整體柱是一類由單體、引發劑、交聯劑和致孔劑的混合物通過原位制備而成的棒狀整體，其內部所具有的大孔和中孔使其具有良好的通透性，同時還可以減少多路徑效應和加快傳質，從而提高酶解效率。因此，聚合物整體柱是固定化酶反應器的理想載體。目前，聚合物整體柱酶反應器的制備大多采用普通自由基聚合法，由于其引發溫度較高，在制備過程通常在油浴中進行，其操作復雜且耗時。此外，自由基聚合體系不可控，會造成柱體表面固定化酶作用位點不均一等缺陷，從而使酶解效率降低。原子轉移自由基聚合因其反應條件溫和且接枝聚合物鏈長可控而備受青睞，因此，需要提供一種通過兩步原子轉移自由基聚合來制備聚合物整體柱酶反應器的新方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種聚合物整體柱及其制備方法與在制備酶反應器中的應用，本專利技術通過兩步原子轉移自由基聚合得到聚合物鏈修飾的聚合物整體柱，具體通過在聚合物整體柱進行表面接枝實現對柱體表面酶固定作用位點及親疏水性質的調控；本專利技術制備的聚合物整體柱可用于胰蛋白酶的固定。本專利技術提供的一種聚合物整體柱的制備方法，包括如下步驟:(I)惰性氣氛下，在色譜柱管中，交聯劑在催化劑I的作用下經原子轉移自由基聚合得到聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱；所述交聯劑可為二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述催化劑I可為溴化亞銅與1，1，4，7，7-五甲基二亞乙基三胺的混合物；(2)共聚單體在所述聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱中進行電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合，即得到所述聚合物整體柱；所述共聚單體可為寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。上述制備方法，步驟(1)中，所述原子轉移自由基聚合在引發劑和致孔劑存在的條件下進行；所述引發劑可為2-溴丙酸乙酯；所述致孔劑可為甲醇和正己烷的混合液；所述甲醇和所述正己烷的體積比可為I~5:1，具體可為1:1 ；所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、所述1，I, 4，7，7-五甲基二亞乙基三胺、所述溴化亞銅、所述2-溴丙酸乙酯與所述甲醇和正己烷的摩爾比可為I~100:3:3:1:820:250，具體可為 17:3:3:1:820:250o上述制備方法，步驟(1)中，所述原子轉移自由基聚合的反應溫度可為20°C~25°C，具體可為25°C ;反應時間可為12h~24h，具體可為24h ；上述制備方法，步驟(1)中，所述色譜柱管的規格可為:內徑為4.6mm，長度為50mmo上述制備方法，步驟(2)中，所述電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合在催化劑II和還原劑存在的條件下進行；所述催化劑II可為溴化銅與1，I, 4，7，7-五甲基二亞乙基三胺的混合物；所述還原劑可為辛酸亞錫(Sn(Oct)2)；所述溴化銅、所 述1，1，4，7，7-五甲基二亞乙基三胺和所述辛酸亞錫的質量比可為 34:26:125 ；上述制備方法，步驟(2)中，所述寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯與所述甲基丙烯酸縮水甘油酯的體積比可為0.00~1.50:0.35~1.50，但所述寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的添加量不為零，具體可為 0.76:1.50,0.76:0.76,0.76:0.35,0.35:0.76 和 1.50:0.76 ；所述溴化銅與所述寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的摩爾比可為1:1~100，具體可為 1:11.3。上述制備方法，步驟(2)中，所述電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合的反應溫度可為25°C~50°C，具體可為37°C ;反應時間可為Ih~12h，具體可為4h。上述制備方法，步驟(2)中，所述電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合可按照下述步驟進行:將所述共聚單體、所述催化劑II和所述還原劑超聲混合后流經步驟(1)制得的聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱，可控制流速為0.10mL/min ;反應完畢后，可用去離子水通入柱子去除柱體中未反應的共聚單體。本專利技術制備方法中，步驟(2)是利用步驟(1)制備的聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱柱體表面存在的溴原子，通過表面誘導的電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合進行接枝聚合物鏈:寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯與甲基丙酸縮水甘油酯經共聚得到；其中，所述寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯為一種親水性單體，能夠為胰蛋白酶固定化酶反應器提供較為親水的環境；所述甲基丙烯酸縮水甘油酯為一種功能性單體，在柱體表面能夠為固定胰蛋白酶提供作用位點。因此，可以通過調控兩種單體的體積比實現對柱體表面親疏水性質的調控。本專利技術進一步提供了上述制備方法制備的聚合物整體柱。本專利技術制備的聚合物整體柱可用于制備聚合物整體柱胰蛋白酶反應器。本專利技術進一步提供了一種聚合物整體柱胰蛋白酶反應器的制備方法，包括如下步驟:將鍵合液流經上述聚合物整體柱，經開環反應即得到聚合物整體柱胰蛋白酶反應器；所述鍵合液的流速可為0.05mL/min ；所述鍵合液由胰蛋白酶和鹽酸苯甲醚分散于三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液得到；所述三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液的pH值為8.7 ；所述鍵合反應的溫度為25°C ;鍵合時間為24h。上述開環反應具體是利用胰蛋白酶中含有的氨基與甲基丙烯酸縮水甘油酯中的環氧基進行的共價鍵合。上述胰蛋白酶的制備方法中，所述開環之前，用所述三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液平衡(沖洗)聚合物整體柱lh，即先將所述三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液沖洗所述聚合物整體柱；所述開環反應之后,用氯化鈉溶液沖洗已鍵合的整體柱2h，以去除非特異性吸附在柱體上的胰蛋白酶。本專利技術進一步提供了上述制備方法制備的聚合物整體柱胰蛋白酶反應器。本專利技術提供的聚合物整體柱胰蛋白酶反應器可用于蛋白酶解；所述蛋白可為細胞色素C、牛血清蛋白和/或溶菌酶。本專利技術的優點如下:1、本專利技術采用原子轉移自由基聚合的方法制備聚合物整體柱，具有操作簡單、反應時間快速的優點。2、本專利技術所采用的表面誘導的電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合為調控柱體表面作用位點以及柱體的親疏水性提供了簡單有效的方法。3、采用本專利技術所提供的聚合物整體柱胰蛋白酶反應器能實現高效快速的蛋白酶解。【附圖說明】圖1是實施例中I中聚合物整體柱胰蛋白酶反應器的制備流程圖。圖2是聚合物整體柱表面接枝前后的掃描電鏡照片，其中，圖2 (A-1)和圖2(A_2)均表示聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱(聚合物整體柱B’接枝前)的掃描電鏡照片，圖2(B-1)和圖2(B-2)均表示聚合物整體柱B’的掃描電鏡照片。圖3是實施例4中疏水性分析物在不同親水性含量聚合物整體柱上的保留時間。圖4是實施例6中聚合物整體柱酶反應器的底物濃度的倒數-酶反應速率倒數的關系曲線。【具體實施方式】下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種聚合物整體柱的制備方法，包括如下步驟：(1)惰性氣氛下，在色譜管中，交聯劑在催化劑Ⅰ的作用下經原子轉移自由基聚合得到聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱；所述交聯劑為二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述催化劑Ⅰ為溴化亞銅與1,1,4,7,7?五甲基二亞乙基三胺的混合物；(2)共聚單體在所述聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱中進行電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合，即得到所述聚合物整體柱；所述共聚單體為寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。
【技術特征摘要】
1.一種聚合物整體柱的制備方法，包括如下步驟: (1)惰性氣氛下，在色譜管中，交聯劑在催化劑I的作用下經原子轉移自由基聚合得到聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱； 所述交聯劑為二甲基丙烯酸乙二醇酯； 所述催化劑I為溴化亞銅與1，1，4，7，7-五甲基二亞乙基三胺的混合物； (2)共聚單體在所述聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)整體柱中進行電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合，即得到所述聚合物整體柱； 所述共聚單體為寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述原子轉移自由基聚合在引發劑和致孔劑存在的條件下進行； 所述引發劑為2-溴丙酸乙酯； 所述致孔劑為甲醇和正己烷的混合液； 所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、所述1，1，4，7，7-五甲基二亞乙基三胺、所述溴化亞銅、所述2-溴丙酸乙酯與所述甲醇和正己烷的摩爾比為I~100:3:3:1:820:250。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述原子轉移自由基聚合的反應溫度為20°C~25°C，反應時間為12h~24h。4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述電子轉移催化再生原子轉移自由基聚合在催化劑II和還原劑存在的條件下進行； 所述催化劑II為溴化銅與1，1,...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊莉，李楠，沈瑩，喬娟，
申請(專利權)人：中國科學院化學研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。