[發明專利]一種可控、通用的定向表面印跡方法以及所得分子印跡聚合物的應用

有效

• 申請號: 201310339600.6
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103406109A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 劉震;王雙壽;畢曉東
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D15/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王云

技術領域

本發明涉及分子印跡功能化材料領域，具體說是一種可控、通用的定向表面印跡方法以及所得分子印跡聚合物在糖蛋白的專一性識別、富集、分離和檢測方面的應用。

背景技術

糖蛋白是一類具有重要生物學功能和臨床意義的蛋白質。它們在生物體內廣泛存在，例如，哺乳動物體內的總蛋白的一半以上為糖蛋白。糖蛋白在生理過程中發揮著重要作用，如分子識別、免疫應答、細胞內/間信號及發育調控等。此外，糖蛋白在重大疾病的早期診斷上也具有重要意義，如感染、腫瘤、心血管病、肝病、腎病及糖尿病等等。在美國食品藥物管理局（FDA）批準的疾病標志物中絕大多數是糖蛋白，如癌胚抗原（CEA）、甲胎蛋白（AFP）和前列腺特異抗原（PSA）等。再者，人類絨毛膜促性腺激素（hCG）和促紅細胞生成素（EPO）等糖蛋白興奮劑是體育運動中的禁用物質，這些興奮劑的快速靈敏檢測也具有很強的挑戰性[F.Lasne,J.de?Geaurriz,Nature2000,405,635；何堅剛，劉震，劉晶，竇鵬，陳洪淵，色譜2008,28,402-407]。

凝集素和抗體是糖蛋白識別、純化和分離的重要工具，但是，它們均存在著價格昂貴、穩定性差以及目標糖蛋白結合后洗脫困難等缺點。因此，能專一識別糖蛋白的價廉、穩定和洗脫方便的凝集素和抗體的替代品具有重要的應用前景。分子印跡（molecular?imprinting）技術是先將模板分子與功能單體按一定比例形成配合物，再加入交聯劑形成聚合物從而將模板分子固定并包裹在聚合物中，然后采用合適的方法將模板分子去除，從而在聚合物中留下形狀與模板分子互補的空腔及選擇性的結合位點。分子印跡技術具有如下特點：一、專一性，通過分子印跡制備的功能材料具有專一性識別模板分子的能力，能與模板分子形成類似于抗原-抗體間的相互作用，因此，分子印跡材料也被稱為“塑料抗體”或“人工抗體”；二、預見性，可以根據不同目的而制備不同的印跡材料；三、實用性，分子印跡材料可通過化學合成進行批量的大規模生產，價格低廉，能適用于不同的條件，且穩定性好、壽命長。分子印跡材料已被廣泛用于色譜分離、化學傳感、藥物運輸及生物催化等領域。

盡管分子印跡技術已廣泛應用于生物分子的印跡，但生物大分子尤其是蛋白質的分子印跡仍具有極大的挑戰性，這是因為：①絕大部分蛋白均是水溶性的，而分子印跡往往在有機相中進行，這樣的聚合條件下蛋白質容易變性；②蛋白質分子量大，模板蛋白質在高分子聚合物網絡中難以除去。為了解決這些問題，已發展出多種適用于蛋白質的分子印跡技術，例如表面印跡法[Kempe,M.;Glad.M.;Mosbach,K.J.Mol.Recognit.1995,8,35-39]、抗原決定基印跡法[Nishino,N.;Huang,C.S.;Shea,K.J.Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,2392-2396]、金屬配位印跡法[Qin,L.;He,X.W.;Zhang,W.;Li,W.-Y.;Zhang,Y.-K.Anal.Chem.2009,81,7206-7216]、分層印跡法[Nematollahzadeh,A.;Sun,W.;Aureliano,C.S.A.;Lütkemeyer,D.;Stute,J.;Abdekhodaie,M.J.;Shojaei,A.;Sellergren,B.Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,495-498]、皮克林乳液印跡法[Shen,X.T.;Ye?L.Chem.Commun.2011,47,10359-10361]及納米技術印跡[Cai,D.;Ren,L.;Zhao,H.Z.;Xu,C.J.;Zhang,L.;Yu,Y.;Wang,H.Z.;Lan,Y.C.;Roberts,M.F.;Chuang,J.H.;Naughton,M.J.;Ren,Z.F.;Chiles,T.C.Nat.Nanotechnol.2010,5,597-601]等等。然而，目前蛋白質印跡方法和技術主要是針對單個蛋白質設計，能對一類蛋白質進行印跡的通用方法和技術很有限。最近，一種能高效、便捷地印跡糖蛋白的普適性方法—光刻硼親和分子印跡法已經出現，通過引入取代硼酸功能單體以提供能識別糖蛋白分子中糖鏈的結合位點，所得分子印跡聚合物展現出多個超出預期的優異性能：高專一性、高親和力和超高抗干擾能力[Li,L.;Lu,Y.;Bie,Z.J.;Chen,H.Y.;Liu,Z.Angew.Chem.Int.Ed.,2013，52，7451-7455]。但是，該方法采用的是紫外光引發聚合，只適用于在基體材料開放表面上的印跡。

發明內容