[發(fā)明專利]一種用木質(zhì)素原位修飾金芯片的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811053639.0
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109187957B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 宋君龍;王沛沛;楊益琴;吳淑芳;王志國;任浩;金永燦;戴紅旗
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學
• 主分類號: G01N33/543
• 分類號: G01N33/543;G01N33/68;G01N21/552;G01N29/02
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本發(fā)明涉及木質(zhì)素原位修飾金芯片的方法。石英晶體微天平(QCM)和表面等離子體共振儀(SPR)技術(shù)是實時、原位研究生物大分子在固體界面的吸附是重要工具，前者同時檢測石英晶體頻率的變化(對應感應器上的重量)和吸附層的能量耗散值(對應感應器上薄膜的結(jié)構(gòu))的變化，后者只研究“干物質(zhì)”的變化。傳統(tǒng)的木質(zhì)素修飾金芯片的方法是通過溶解木質(zhì)素然后旋涂的方法得到，其缺點是粗糙度較高。本發(fā)明采用先在金芯片上預先修飾牛血清蛋白或者纖維素酶的方法，然后再在其表面原位吸附一層木質(zhì)素以制備木質(zhì)素傳感器，制備所得芯片更加平滑。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及木質(zhì)素原位修飾金芯片的方法，屬于儀器分析領域。

背景技術(shù)

木質(zhì)素是產(chǎn)量僅次于纖維素的第二大可再生資源，也是最豐富的天然芳香族高分子化合物。在諸如造紙制漿、生物質(zhì)乙醇、紡織等以植物纖維為核心原料的相關產(chǎn)業(yè)中，木質(zhì)素主要作為副產(chǎn)物排出，其中以造紙制漿過程產(chǎn)生的堿木質(zhì)素數(shù)量最大，每年產(chǎn)量約為4000-5000萬噸。近年來，隨著人們對可再生資源的日益重視，有關木質(zhì)素的應用和基礎研究都取得蓬勃發(fā)展。

木質(zhì)素是由對羥基、愈創(chuàng)木基和紫丁香基三種苯丙烷基本結(jié)構(gòu)單元組成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物。在堿法制漿過程中，伴隨著木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的斷裂，在最終生成的堿木質(zhì)素中引入了一定量的羥基和羧基等活性基團。

基于其結(jié)構(gòu)特征，木質(zhì)素可以通過化學降解或熱裂解制備生物質(zhì)化學品和生物燃料，通過共混制備高分子材料，經(jīng)化學改性制備重金屬吸附劑、碳纖維、納米材料以及各類工業(yè)分散劑。有研究發(fā)現(xiàn)，可溶性木質(zhì)素添加到酶解液里面甚至能夠提高酶解效率。木質(zhì)素的廣泛應用也迫切地需要人們針對其開展更為深入的基礎研究。通過不斷完善有關木質(zhì)素的理論研究體系，可以逐步加深人們對木質(zhì)素微結(jié)構(gòu)及物理化學性質(zhì)的認識，從而進一步推動木質(zhì)素的開發(fā)和應用。

石英晶體微天平(QCM)和表面等離子體共振儀(SPR)技術(shù)是研究生物大分子在固體界面的吸附是非常有利的工具，前者同時檢測石英晶體頻率的變化(對應感應器上的重量)和吸附層的能量耗散值(對應感應器上薄膜的結(jié)構(gòu))的變化，后者只研究“干物質(zhì)”的變化。傳統(tǒng)的研究木質(zhì)素與其他高分子的相互作用的方法是把木質(zhì)素溶液通過旋涂的方法固定在QCM或SPR芯片上，然后把其他高分子作為流動相來研究木質(zhì)素與其他高分子的相互作用。

本發(fā)明涉及一種木質(zhì)素修飾金芯片的方法，先固定牛血清蛋白在芯片上，然后通過木質(zhì)素與牛血清蛋白的特異性吸附可以把可溶性木質(zhì)素原位、在線固定在QCM或SPR芯片上，從而制備得到木質(zhì)素傳感器，然后應用到其他高分子與木質(zhì)素的相互作用研究中。

發(fā)明內(nèi)容

一種木質(zhì)素原位修飾金芯片的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟(1)：所用芯片為金表面的石英晶體微天平或表面等離子共振儀芯片，實驗前將金芯片清洗后用氮氣吹干，然后放入紫外-臭氧清洗機照射10-30min；

步驟(2)：用75％乙醇為溶劑配制40mM的11-巰基十一烷酸與3-巰基丙酸；

步驟(3)：用pH為7.4的0.05mM的磷酸鹽緩沖溶液配制2mM的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和5mM的N-羥基硫代琥珀酰亞胺鈉鹽的溶液，和50μg/ml的牛血清蛋白液體、纖維素酶液體和木質(zhì)素磺酸鹽液體；

步驟(4)：將步驟(1)清洗并照射后的芯片放置在石英晶體微天平或表面等離子共振儀流動池內(nèi)；

步驟(5)：首先以0.1ml/min的流速通入75％的乙醇溶液把基線走平；

步驟(6)：待平穩(wěn)后，把步驟(2)中配制的3-巰基丙酸和11-巰基十一烷酸溶液按體積比10∶1的比例混合后，以0.1ml/min的流速通入石英晶體微天平或表面等離子共振儀流動池，待檢測信號平衡后通入 75％乙醇沖洗；