[發明專利]一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201710034959.0
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106810723B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 付飛亞;顧家源;劉向東;張瑞鴻;沈榮盛
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08K9/10;C08K3/22;C08J3/075
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 杜立

本發明公開了一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠及其制備方法，屬于復合材料領域。一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠及其制備方法，其特征在于：所述的一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠由纖維素、納米ZnO和納米Au構成。所述的一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠的制備方法為：第一步配制NaOH/尿素/鋅酸鈉水溶劑并預冷；第二步將聚集態纖維素浸入預冷的NaOH/尿素/鋅酸鈉水溶劑中高速攪拌使其溶解；第三步向得到的纖維素水溶液中加入氯金酸溶液，攪拌均勻并靜置；第四步將溶液流延成膜并浸入乙二醇或丙三醇中通過溶膠?凝膠轉變制得一種纖維素基Au@ZnO納米復合水凝膠。

技術領域

本發明涉及一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠及其制備方法，屬于復合材料領域。

背景技術

毛細管電泳是一種強大的分離分析工具，在環境監控、藥物分析以及手性分離等領域發揮了重要的作用。然而，其在堿性蛋白質分離方面的應用十分有限，這是因為堿性蛋白質很容易通過靜電引力和疏水相互作用吸附到毛細管壁上，從而造成峰變寬，峰拖尾，蛋白質回收率、柱效、分離度以及重現性的下降，甚至會污染毛細管柱。目前最常用的是涂層方法(Analytical Chemistry 2013, 85, 9824-9831)，已有多種高分子被用作涂層材料來抑制毛細管壁對蛋白質的吸附。它們通過掩蓋毛細管內壁的硅羥基來屏蔽蛋白質的吸附位點，或反轉毛細管內壁所帶電荷，通過靜電斥力阻止蛋白質的吸附(Analytical Chemistry2008,80,1806-1812)達到抑制堿性蛋白質吸附的目的。另一方面，Au納米粒子具有比表面積高，易表面改性以及優異的穩定性等獨特的理化性質，在毛細管電泳和微流控芯片電泳中被用作涂層材料；在毛細管電色譜中則充當準固定相材料。研究表明：往上述體系中加入高分子量的聚環氧乙烷能夠與Au納米粒子形成復合物并進一步提高蛋白質的分離效率。在其它體系中也觀察到類似現象。例如，1.6%聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDDAC）溶液中添加少量的 Au NPs 即可顯著提高蛋白質的分離速度和分離效率(Electrophoresis 2008, 29,3024-3031)。上述方法存在著明顯的缺點和不足：1）添加的高分子與Au納米粒子結合不牢固，重復利用率低。2）制備Au納米粒子的過程繁瑣，能耗大。3）制備得到的復合涂層材料價格較高，難以工業化。

因此，現有技術中存在如下技術問題：毛細管電泳是一種強大的分離分析工具，在環境監控、藥物分析以及手性分離等領域發揮了重要的作用。Au納米粒子具有比表面積高，易表面改性以及優異的穩定性等獨特的理化形式，在毛細管電泳和微流控芯片電泳中被用作涂層材料，將 Au 納米粒子和高分子結合起來用作毛細管電泳的動態涂層會顯著提高蛋白質的分離效率。然而現在一般利用強還原劑NaBH₄或高壓高溫水熱反應來還原得到Au納米離子，過程繁瑣、能耗大，阻礙了其進一步的發展。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠及其制備方法。所述的一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠由纖維素納米微纖、納米ZnO以及納米Au構筑而成，其中納米ZnO的粒徑為30~80 nm，納米Au的粒徑為5~20nm，具有催化以及毛細管電泳分離蛋白質的作用。具體技術方案如下：

一種具有分離蛋白質作用的復合水凝膠的制備方法，所述的具有分離蛋白質作用的復合水凝膠以纖維素/納米ZnO為主體，納米Au生長在納米ZnO表面，形成核殼異質結構，包括如下步驟：第一步：配制NaOH/尿素/鋅酸鈉水溶劑并預冷至-11~-14℃，其中水溶劑由5~12 wt% NaOH、0.8~1.5 wt% 鋅酸鈉、3~12 wt% 尿素和水組成；第二步：將聚集態纖維素浸入預冷的NaOH/尿素/鋅酸鈉水溶劑中，快速攪拌使其溶解；第三步：向得到的纖維素水溶液中加入0.2~1.0 mmol/L的氯金酸溶液20~100 ml，攪拌均勻并靜置5~12小時，靜置溫度為5~35 ℃；第四步：將靜置后的溶液流延成膜并浸入丙酮或乙醇或乙二醇或丙三醇中使其發生溶液凝膠化轉變，使用去離子水洗至中性最終制得纖維素基Au@ZnO納米復合水凝膠。