[發明專利]一種基于量子點的蛋白質印跡聚合物微球及其制備和應用

有效

• 申請號: 201710610059.6
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107383371B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 李金花;王曉艷;陳令新;于佳洛
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08J9/26;C08K9/04;C08K3/30;G01N21/64;C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明屬于材料科學與工程和生物分離工程領域，具體來說是一種基于熒光量子點的蛋白質印跡聚合物微球及其制備和應用。該微球以巰基乙酸(TGA)和谷胱甘肽(GSH)共同作為穩定劑的CdTe量子點直接作為功能單體，蛋白質為模板分子，多巴胺為交聯劑，通過多巴胺的自聚合得印跡聚合物微球。本發明利用量子點的熒光信號進行檢測，以功能化的量子點直接作為功能單體，保證了印跡空穴中都含有量子點，能夠提高檢測的靈敏度。同時，通過多巴胺的自聚合得到印跡聚層，也進一步簡化了印跡過程。用于海水和湖水樣品中藻藍蛋白、牛尿樣本中牛血紅蛋白的分析檢測，加標回收率均可達到90％以上，且重復使用性能良好。

技術領域

本發明屬于材料科學與工程和生物分離工程領域，具體來說是一種基于量子點的蛋白質印跡聚合物微球及其制備和應用。

背景技術

分子印跡聚合物因其高選擇性、制備簡單、抗惡劣環境能力強、穩定性好、成本低等優點，在環境、生命等領域得到了快速發展。印跡對象也從小分子化合物、離子逐漸發展到蛋白質、病毒、細胞等生物大分子。目前小分子化合物和離子印跡已經得到很好的發展，但是生物大分子印跡，特別是蛋白質的印跡依然是分子印跡領域十分具有挑戰性的研究領域，主要原因是：1)蛋白質分子體積大，很難進出位于高度交聯聚合物內部的識別位點，使得蛋白質分子的洗脫和識別困難；2)蛋白質分子結構復雜、構象靈活，很容易發生變性；3)蛋白質易溶于水，在常規的有機類印跡溶劑中不溶或是變性，由于水的存在會破壞模板和單體間氫鍵的形成，使得印跡效果變差。因此，探索有效和通用的蛋白質印跡方法仍然是非常嚴峻的挑戰。

當前，構建熒光傳感體系印跡蛋白質和其他生物大分子已然是一種可行的方法。在眾多熒光材料中，量子點因發光效率高、光學可調、激發范圍寬、光穩定性好等優勢而得到廣泛應用。然而由于量子點選擇性較差，若將其直接應用于實際復雜樣品的分析檢測，其選擇性將會成為實際應用的關鍵問題。因此，將量子點的熒光特性與分子印跡聚合物的高選擇性相結合，制備分子印跡熒光傳感器將會在目標分子的識別與檢測中具有明顯的優勢。近年來將量子點和分子印跡相結合構建分子印跡熒光傳感器，并應用于蛋白質的選擇性識別和檢測已引起相當關注，這類熒光印跡材料能夠模擬自然界抗原抗體識別過程，將識別信號轉換為熒光信號便于捕捉和分析。將量子點、分子印跡和蛋白質印跡相結合構建熒光仿生傳感器的研究在近幾年有較多的報道。例如，張等發展了系列基于CdTe量子點的分子印跡熒光傳感器用于牛血紅和牛血清蛋白的檢測。唐等報道了一種熒光納米傳感器用于檢測糖蛋白。目前，構建基于量子點的熒光傳感器多數還是將量子點包埋于二氧化硅粒子或是將其修飾在二氧化硅粒子的表面，然后通過自由基聚合或是溶膠-凝膠過程在二氧化硅表面制備分子印跡層，這些方法一方面難以保證量子點被均勻地包埋于高度交聯的印跡聚合物中，另外大多需要比較繁瑣的修飾過程，不僅耗時而且難以控制。因此，急需發展簡單、快速和容易操作的方法來制備基于量子點的分子印跡熒光傳感器用于蛋白質的檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于量子點的蛋白質印跡聚合物微球及其制備和應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于量子點的蛋白質印跡聚合物微球，聚合物微球以巰基乙酸(TGA)和谷胱甘肽(GSH)共同作為穩定劑的CdTe量子點直接作為功能單體，蛋白質為模板分子，多巴胺為交聯劑，通過多巴胺的自聚合得聚合物微球。

所述蛋白質為藻藍蛋白(PC)或牛血紅蛋白。

所述巰基乙酸和谷胱甘肽共同穩定的CdTe量子點：

1)碲粉和硼氫化鈉混合后加入乙醇和水的混合液，而后在30-50℃水浴中加熱反應至黑色的碲粉完全消失，上清液變為淡紫色為止；

2)硝酸鎘加入至過量的水中，然后加入巰基乙酸和谷胱甘肽，而后調節體系pH至8-10，調節后加入步驟1)獲得碲粉產物的上清液，氮氣保護下回流，得到綠色巰基乙酸和谷胱甘肽共同穩定的CdTe量子點液。