[發(fā)明專利]一種纖維素微球、纖維素微柱及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810837166.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109012611A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉欣;沙秋月;孫兵楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)鄂州工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/281;B01J20/30;B01D15/26;G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 熊嫻;馮子玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維素微球、纖維素微柱及其制備方法和應(yīng)用，其中，所述纖維素微球用于糖肽和/或聚糖的富集和/或純化預(yù)處理，所述纖維素微球由纖維素水溶液經(jīng)溶液～凝膠轉(zhuǎn)換法固化而成，且直徑為5～20μm，所述微柱內(nèi)填充有纖維素微球，且柱體兩端開(kāi)口，一端設(shè)有高分子親水性材質(zhì)的圓形墊片，墊片孔徑小于纖維素微球直徑。本發(fā)明的纖維素微球合成過(guò)程簡(jiǎn)單、快速、綠色、無(wú)污染、成本低，比表面積大，粒徑均勻，合成的纖維素微球呈現(xiàn)出規(guī)則的球形，表面具有多孔結(jié)構(gòu)，在富集或純化過(guò)程中能夠更好地與糖肽或聚糖充分接觸，將所合成的纖維素微球填充在移液槍頭中，形成一個(gè)微柱體系，可在2min內(nèi)實(shí)現(xiàn)聚糖和糖肽的高效純化和富集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種纖維素微球、纖維素微柱及其制備方法和應(yīng)用，屬于生化分析領(lǐng)域。

背景技術(shù)

作為最重要的蛋白質(zhì)翻譯后的修飾過(guò)程之一，蛋白質(zhì)的糖基化涉及許多生物過(guò)程，包括免疫反應(yīng)，分子識(shí)別，蛋白質(zhì)折疊和受體刺激等。據(jù)報(bào)道，蛋白糖基化過(guò)程中的異常變化可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人類疾病。因此，通過(guò)表征糖肽和聚糖，從而對(duì)蛋白糖基化進(jìn)行深入研究具有重要的意義。在分析化學(xué)的發(fā)展中，質(zhì)譜(MS)已被公認(rèn)為聚糖蛋白質(zhì)組學(xué)分析中的首選技術(shù)。其在分析聚糖和糖肽時(shí)具有較低的樣品消耗量，較高的通量和較高的靈敏度。但是，質(zhì)譜的應(yīng)用同時(shí)也受限于復(fù)雜的糖基化異質(zhì)性、低豐度的聚糖/糖肽以及來(lái)自非目的產(chǎn)物的信號(hào)抑制。因此，為了解決這些問(wèn)題，在質(zhì)譜檢測(cè)之前對(duì)聚糖/糖肽進(jìn)行有效的預(yù)處理是必不可少的。

近年來(lái)，科研工作者已經(jīng)探索了各種預(yù)處理方法來(lái)富集糖肽或純化聚糖，主要包括凝集素親和法，硼酸親和法，肼化學(xué)偶聯(lián)法和親水作用色譜(HILIC)等。在這些方法中，凝集素親和雖然對(duì)特定糖肽的專一性高，但其只對(duì)含有某一類末端聚糖的糖肽有效，對(duì)其他糖肽并沒(méi)有有效的結(jié)合作用；利用硼酸化學(xué)法對(duì)聚糖蛋白或糖肽進(jìn)行捕獲時(shí)，其與糖肽的結(jié)合會(huì)受到大量非糖肽的抑制，除此之外，硼酸同順式鄰位或間位二徑基之間的反應(yīng)不僅限于聚糖類，其他具有順式經(jīng)基的組分如核苷酸也可能同樣被捕獲，從而對(duì)分析結(jié)果造成干擾；肼化學(xué)法富集糖肽時(shí)，要經(jīng)過(guò)多步衍生，操作繁瑣，且酶切釋放肽時(shí)，聚糖鏈部分還保留在固相上，這樣就限制了該方法在聚糖鏈結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用。在這些方法中，親水作用色譜法因其對(duì)糖基化覆蓋率高、方法重現(xiàn)性好、易于與質(zhì)譜聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。通過(guò)利用聚糖部分和基質(zhì)之間的親水相互作用的基于HILIC的方法成本低，效率高、重現(xiàn)性好。因此，發(fā)展新型親水材料將有助于進(jìn)一步提高糖肽富集的效率。近年來(lái)，各種不同的親水性的材料已被廣泛應(yīng)用于糖肽富集。然而，這些親水性材料的合成通常需要復(fù)雜的合成程序、多步驟的功能化以及較長(zhǎng)的孵育時(shí)間。這種繁瑣的過(guò)程大大增大的分析方法的成本，極大地限制了它們?cè)趯?shí)際樣品中的應(yīng)用。因此，亟待設(shè)計(jì)一款程序簡(jiǎn)單、靈敏度高、回收率好的親水性糖肽富集材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是獲得一種纖維素微球、纖維素微柱及其制備方法和應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的纖維素微球和纖維素微柱及其制備方法和應(yīng)用的技術(shù)方案如下：

一種纖維素微球，所述纖維素微球用于糖肽和/或聚糖的富集和/或純化預(yù)處理，所述纖維素微球由纖維素水溶液經(jīng)溶液-凝膠轉(zhuǎn)換法固化而成，且直徑為5～20μm。

本發(fā)明中的纖維素微球體積均一，優(yōu)選的纖維素微球平均直徑為12μm，纖維素微球呈現(xiàn)出規(guī)則的球形，其尺寸分布曲線符合高斯分布。纖維素微球的表面具有多孔結(jié)構(gòu)，這使得微球在富集或純化過(guò)程中能夠更好地與糖肽或聚糖充分接觸。在纖維素微球的紅外光譜中，纖維素微球表現(xiàn)出了纖維素的特征吸附，在1065cm^-1處觀察到的峰歸因于C-O鍵的伸縮振動(dòng)；在-3447cm^-1處出現(xiàn)的另一個(gè)強(qiáng)峰對(duì)應(yīng)于羥基的伸縮振動(dòng)，證實(shí)了纖維素微球含有大量的羥基。通過(guò)纖維素微球的N₂吸附-解吸曲線，可以知道測(cè)定其BET比表面積高達(dá)209.7m²g^-1，所對(duì)應(yīng)的孔徑為10nm。

所述纖維素微球的制備方法包括如下步驟：