[發明專利]一種固定化金屬離子親和色譜材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201510725879.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN106622181B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 張麗華;李森武;楊開廣;趙寶鋒;李瀟;劉路寬;陳遠波;張玉奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J20/286
• 分類號: B01J20/286;B01J20/30;B01D15/38;C07K1/22
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種固定化金屬離子親和色譜材料，其特征在于：

利用表面聚合技術，通過功能單體的聚合和致孔劑的制孔效應，于顆粒狀的固定化金屬離子親和色譜材料IMAC表面化學鍵合多孔網狀高分子涂層，形成表面網狀涂層改性的固定化金屬離子親和色譜材料;

該網狀涂層具有分子量大小依賴的選擇透過性，蛋白末端組氨酸標簽分子量小，可透過該材料表面網狀涂層進而被IMAC捕獲并純化；而完整蛋白分子量大，被阻擋在涂層外無法被捕獲；最終通過IMAC的金屬螯合相互作用與該涂層的選擇透過性的協同作用，實現組氨酸標簽蛋白的高純度純化；涂層為多孔網狀結構，與IMAC材料粘附穩定，不會脫落，涂層厚度為0.1 - 100 nm，其中高分子上若干點通過支鏈和化學鍵連接形成三維網狀結構，該涂層的孔隙率為0.1%-90%，孔徑分布為0.1 - 20 nm。

2.如權利要求1所述的固定化金屬離子親和色譜材料，其特征在于：多孔網狀高分子涂層由功能單體聚合形成，功能單體是指能聚合形成高分子聚合物的單體，包括丙烯酰胺類單體、硅氧烷類單體、多巴胺、乙烯基類單體、丙烯基類單體、苯乙烯基類單體中的一種或二種以上。

3.一種權利要求1或2所述的固定化金屬離子親和色譜材料的制備方法，其特征在于：

將IMAC材料、功能單體、致孔劑分散于聚合溶劑中，其中100 mL聚合溶劑中含有0.02g-10 g IMAC材料，0.005-10 g 功能單體， 0.002-5 g致孔劑，通過引發劑引發聚合，在IMAC材料表面形成涂層結構；

功能單體是指能聚合形成高分子聚合物的單體，包括丙烯酰胺類單體、硅氧烷類單體、多巴胺、乙烯基類單體、丙烯基類單體中的一種或二種以上；

致孔劑是指在聚合物中形成孔隙的試劑，包括聚合溶劑、十二烷基硫酸鈉（SDS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）、聚環氧乙烯醚-聚環氧丙烯醚-聚環氧乙烯醚三嵌段共聚物P123、聚乙二醇-環氧乙烷加聚物F127、氨基酸中的一種或二種以上；

聚合溶劑是指充分溶解功能單體并通過聚合形成聚合物的溶劑，包括甲醇、乙醇、乙腈、甲苯、二甲基亞砜（DMSO）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基甲酰胺（NMP）、水中的一種或二種以上的混合溶劑。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于：

丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺、異丙基雙丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺；

硅氧烷類單體為四乙氧基硅烷、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷、雙(三乙氧基硅基)乙烯、(3-氯丙基)三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、3-縮水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷；

乙烯基類單體為二乙烯基苯、乙烯基苯、4-乙烯基苯硼酸、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、4-乙烯基吡啶；

丙烯基類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸卞酯。

5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于：

固定化金屬離子親和色譜材料IMAC為顆粒狀或膜，IMAC的制備過程為：在基質材料表面引入金屬螯合配基，螯合配基包括亞氨基二乙酸基團（IDA）、次氨基三乙酸基團（NTA）、二甲基吡啶胺基團（DPA）、磷酸化絲氨酸基團（OPS）、三（2-氨乙基）胺基團、多巴胺基團、磷酸基團中的一種或二種以上，利用金屬螯合配基與金屬離子的螯合作用，將金屬離子Cu²⁺，Ni²⁺，Zn²⁺，Fe²⁺，Ca²⁺，Co²⁺，Fe³⁺， Al³⁺，Yb³⁺，Ga³⁺中的一種或二種以上固載于基質材料表面，制備得到IMAC材料；

基質材料為顆粒狀材料，具體特征為，粒徑為10nm-500 um，基質材料是硅膠、磁性材料、瓊脂糖和聚合物基質。

6.一種權利要求1或2 所述的固定化金屬離子親和色譜材料的應用，其特征在于：

所述表面涂層改性的固定化金屬離子親和色譜材料，結合了IMAC材料的金屬螯合相互作用與表面涂層的雙重性質對組氨酸標簽蛋白進行特異性捕獲、釋放及純化，該組氨酸標簽蛋白為天然蛋白質或者通過基因重組獲得的重組蛋白，其氨基端或羧基端含有2-50個連續的組氨酸殘基，組氨酸標簽的分子量為400-3000。