[發(fā)明專利]一種聚合物整體柱及其制備方法與在制備酶反應(yīng)器中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410245118.0
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104004141A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊莉;李楠;沈瑩;喬娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08F267/06
• 分類號: C08F267/06;C08J9/28;C12N11/08;C12P21/06
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚合物整體柱及其制備方法與在制備酶反應(yīng)器中的應(yīng)用，屬于聚合物整體柱及其酶固定領(lǐng)域。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)組學(xué)作為后基因時代的新技術(shù)已受到人們越來越多的關(guān)注。在研究蛋白質(zhì)組學(xué)的各種方法中，對蛋白質(zhì)進(jìn)行酶解是鑒定蛋白質(zhì)的必要前提和重要步驟。傳統(tǒng)的游離酶存在著自酶解、酶解時間較長以及操作復(fù)雜等局限性。為了實現(xiàn)快速高效的蛋白酶解，常用的改進(jìn)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(yīng)器。聚合物整體柱是一類由單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和致孔劑的混合物通過原位制備而成的棒狀整體，其內(nèi)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(yīng)和加快傳質(zhì)，從而提高酶解效率。因此，聚合物整體柱是固定化酶反應(yīng)器的理想載體。

目前，聚合物整體柱酶反應(yīng)器的制備大多采用普通自由基聚合法，由于其引發(fā)溫度較高，在制備過程通常在油浴中進(jìn)行，其操作復(fù)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(zhuǎn)移自由基聚合因其反應(yīng)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(zhuǎn)移自由基聚合來制備聚合物整體柱酶反應(yīng)器的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明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(yīng)器中的應(yīng)用，本發(fā)明通過兩步原子轉(zhuǎn)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(jìn)行表面接枝實現(xiàn)對柱體表面酶固定作用位點及親疏水性質(zhì)的調(diào)控；本發(fā)明制備的聚合物整體柱可用于胰蛋白酶的固定。

本發(fā)明提供的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，在色譜柱管中，交聯(lián)劑在催化劑Ⅰ的作用下經(jīng)原子轉(zhuǎn)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(lián)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(jìn)行電子轉(zhuǎn)移催化再生原子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移自由基聚合在引發(fā)劑和致孔劑存在的條件下進(jìn)行；

所述引發(fā)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1～5：1，具體可為1：1；

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可為1～100：3：3：1：820：250，具體可為17：3：3：1：820：250。

上述制備方法，步驟(1)中，所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的反應(yīng)溫度可為20℃～25℃，具體可為25℃；反應(yīng)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(guī)格可為：內(nèi)徑為4.6mm，長度為50mm。

上述制備方法，步驟(2)中，所述電子轉(zhuǎn)移催化再生原子轉(zhuǎn)移自由基聚合在催化劑Ⅱ和還原劑存在的條件下進(jìn)行；

所述催化劑Ⅱ可為溴化銅與1,1,4,7,7-五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(zhì)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(zhuǎn)移催化再生原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的反應(yīng)溫度可為25℃～50℃，具體可為37℃；反應(yīng)時間可為1h～12h，具體可為4h。

上述制備方法，步驟(2)中，所述電子轉(zhuǎn)移催化再生原子轉(zhuǎn)移自由基聚合可按照下述步驟進(jìn)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(jīng)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(yīng)完畢后，可用去離子水通入柱子去除柱體中未反應(yīng)的共聚單體。