[發明專利]一種金屬螯合聚苯乙烯納米球及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910812892.8
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110511314B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 申益;葛模燕
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F220/06;C08F8/32;C08F8/42;B82Y40/00;C07K1/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發明屬于高分子聚合物的技術領域，公開了一種金屬螯合聚苯乙烯納米球及其制備方法與應用。所述方法：1)羧基化聚苯乙烯納米球的制備；2)將羧基化聚苯乙烯納米球進行羧基活化，隨后加入金屬螯合劑進行反應，獲得螯合劑修飾的納米球；將螯合劑修飾的納米球與金屬鹽反應，獲得金屬螯合聚苯乙烯納米球；所述金屬鹽為溶于水的金屬鹽，具體包括銅鹽，鋅鹽，鈷鹽或鎳鹽中的一種以上。本發明的方法簡單，所制備的金屬螯合聚苯乙烯納米球比表面積大，粒徑均一，約100nm；而且金屬螯合聚苯乙烯納米球能夠快速從復雜生物體系分離純化目標蛋白，分離出的目標蛋白純度高，數量多。本發明的金屬螯合聚苯乙烯納米球用于蛋白質的分離純化領域。

技術領域

本發明屬于高分子聚合物的技術領域，具體涉及一種金屬螯合聚苯乙烯納米球及其制備方法與應用。

背景技術

固定化金屬螯合親和層析技術是近年來出現的一種新型親和層析技術，主要用于生物大分子的分離。相對于傳統的分離蛋白質技術，如凝膠過濾層析、吸附層析、離子交換層析等，親和層析技術優點在于其在蛋白質的分離純化過程中具有選擇性和特異性，可以在某些復雜的環境中快速、簡便、有針對性地得到純度高的目標蛋白。正因如此，固定化金屬螯合親和層析技術越來越得到重視，除了應用在蛋白質檢測、分離純化外，還應用于蛋白質的定向固定、聯用技術應用、蛋白質的復性與純化、核酸的分離純化、基因工程技術等。但目前現有的親和層析技術存在蛋白質得率低、純度低的問題。

本發明基于以上現狀，制備了一種具有較大比表面積、尺寸大小可調控的金屬螯合聚苯乙烯納米球，該納米顆粒粒徑均一，表面光滑、呈現良好球形表面固定化大量金屬離子。本發明先采用乳液聚合法，以苯乙烯為單體，丙烯酸為功能單體制備出羧基化聚苯乙烯納米球，再利用氨三乙酸為金屬螯合劑，將金屬離子通過配位鍵固定化在納米球表面。相比于傳統的金屬螯合親和層析，本發明制備的金屬螯合聚苯乙烯納米球與蛋白質的結合量較大、分離得到蛋白質純度較高。

發明內容

本發明針對傳統鎳柱對生物復雜體系中蛋白質純化度不高，結合量少等問題，提供了一種金屬螯合聚苯乙烯納米球及其制備方法。本發明采用乳液聚合法制備了羧基化聚苯乙烯納米微球，然后通過金屬螯合劑的作用，將金屬離子通過配位鍵固定在納米球表面，從而獲得金屬螯合聚苯乙烯納米球。該納米顆粒比表面積大，粒徑均一，表面光滑、呈現良好球形表面固定化大量金屬離子。

本發明的另一目的在于提供上述金屬螯合聚苯乙烯納米球的應用。所述金屬螯合聚苯乙烯納米球用于蛋白質的分離純化領域，對蛋白質進行分離純化，特別是生物體系中蛋白質的分離純化。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種金屬螯合聚苯乙烯納米球的制備方法，包括以下步驟：

(1)羧基化聚苯乙烯納米球的制備

(2)將羧基化聚苯乙烯納米球進行羧基活化，隨后加入金屬螯合劑進行反應，獲得螯合劑修飾的納米球；將螯合劑修飾的納米球與金屬鹽反應，獲得金屬螯合聚苯乙烯納米球。

所述金屬螯合劑為氨三乙酸及其鹽，乙二胺四乙酸及其鹽，二亞乙基三胺五乙酸及其鹽中一種以上。

所述金屬鹽為溶于水的金屬鹽，具體包括銅鹽，鋅鹽，鈷鹽或鎳鹽中的一種以上；所述銅鹽為氯化銅、硫酸銅或硝酸銅；所述鋅鹽為氯化鋅、硫酸鋅或硝酸鋅；所述鈷鹽為氯化鈷；所述鎳鹽為氯化鎳。

所述金屬螯合劑的用量為羧基化聚苯乙烯納米球質量的1～10％，加入金屬螯合劑進行反應的反應時間12～24h，反應溫度為20～30℃；所述金屬鹽的用量為羧基化聚苯乙烯納米球中羧基摩爾量的1倍以上，優選羧基摩爾量≤金屬鹽中金屬離子的摩爾量與金屬離子所帶電荷數的乘積值；螯合劑修飾的納米球與金屬鹽反應的時間為1～12h。