[發(fā)明專利]一種吸附和光控解吸附蛋白質(zhì)的功能有機(jī)硅樹脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010741855.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN112011055B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慶增;張?chǎng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G77/26
• 分類號(hào): C08G77/26;C08G77/06;C09D183/08;B01J20/26;B01J20/34
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發(fā)明屬于功能性高分子材料和生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附和光控解吸附蛋白質(zhì)的功能有機(jī)硅樹脂及其制備方法。本發(fā)明在有機(jī)硅樹脂中引入季銨基團(tuán)和光敏性香豆素基團(tuán)，通過靜電作用將等電點(diǎn)小于7.4的蛋白質(zhì)分子吸附于功能有機(jī)硅樹脂表面，在410nm光源照射后香豆素光敏基團(tuán)解離，有機(jī)硅樹脂表面電荷性質(zhì)反轉(zhuǎn)，蛋白質(zhì)分子為解吸附狀態(tài)。本發(fā)明的功能有機(jī)硅樹脂制備方法合成工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，操作性強(qiáng)，得到的功能有機(jī)硅樹脂具有良好的生物相容性、光響應(yīng)性和光控解吸附蛋白質(zhì)分子能力，通過調(diào)節(jié)光照位置和光照時(shí)間可精準(zhǔn)調(diào)控蛋白質(zhì)分子的解吸附行為，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠吸附和光控解吸附蛋白質(zhì)的功能有機(jī)硅樹脂及其制備方法，屬于功能性高分子材料和生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物大分子的固定和釋放技術(shù)在分離和純化生物分子、抗體和抗原分子篩選以及蛋白質(zhì)芯片等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。生物大分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易發(fā)生性質(zhì)變化，容易喪失生物活性，因此設(shè)計(jì)和制備合適的載體材料是該領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)之一。

以Si-O-Si為主鏈結(jié)構(gòu)，硅原子連接有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)硅材料具有優(yōu)異的耐高低溫性能、耐候耐老化性能和生理惰性，是生物高分子的良好載體。同時(shí)，有機(jī)硅材料具有較強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，能夠得到不同結(jié)構(gòu)和性能的功能化有機(jī)硅材料。

目前，利用有機(jī)硅材料固定和分離蛋白質(zhì)分子技術(shù)途徑之一是基于材料表面的活性基團(tuán)，如胺基和羧基，通過化學(xué)反應(yīng)固定蛋白質(zhì)分子(Adv.Mater.(2010)22,1242-1246；Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(2008)47,3192–3195；Phys.Chem.Chem.Phys.(2011)13,4051–4059；Adv.Mater.(2011)23,3907–3910)，上述有機(jī)硅材料結(jié)構(gòu)中選用鄰硝基芐基作為光致斷裂基團(tuán)，通過光照釋放固定的蛋白質(zhì)分子，產(chǎn)生的毒副產(chǎn)物易導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)破壞，使其失去生物活性，這種技術(shù)過程復(fù)雜、固定效率低。利用生物分子的帶電性實(shí)現(xiàn)吸附和解吸附是固定和分離蛋白質(zhì)分子的另一個(gè)技術(shù)途徑，如利用含光敏基團(tuán)的聚乙烯基吡咯烷酮水凝膠，通過紫外光照射調(diào)控蛋白質(zhì)的吸附和解吸附(Adv.Funct.Mater.(2017)27,1–9)；以聚丙烯酰胺水凝膠(Biomacromolecules(2013)14,1587–1593；Langmuir(2019)35,1450–1457)為吸附材料，在光照條件下對(duì)吸附于水凝膠表面的生物大分子實(shí)現(xiàn)控制釋放。但是，水凝膠是一種微交聯(lián)的含水高分子溶脹體系，水凝膠的物理性狀隨環(huán)境條件變化大，不適合做固相吸附材料。

此外，CN106700080A公開了一種含有羧酸甜菜堿類兩性離子前體的改性硅油及其制備方法和有機(jī)硅材料。其中，改性硅油的結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示(0x≤800)，該改性硅油經(jīng)交聯(lián)成膜反應(yīng)制備得到的有機(jī)硅材料具有良好抗蛋白質(zhì)非特異性吸附特性和耐水性。該有機(jī)硅材料沒有選擇性吸附蛋白質(zhì)分子和光響應(yīng)解吸附蛋白質(zhì)分子的功能。US8568594B2公開了肽和蛋白質(zhì)的分離方法以及用于執(zhí)行液相色譜的制品、裝置、方法和設(shè)備，具有一個(gè)或多個(gè)五氟苯基基團(tuán)的色譜吸附劑，其中所述一個(gè)或多個(gè)五氟苯基基團(tuán)是選自二氧化硅、有機(jī)聚合物或雜化有機(jī)硅烷材料的吸附劑上的鍵合相，并且所述五氟苯基基團(tuán)為單齒、雙齒和三齒形式。該發(fā)明以無(wú)機(jī)二氧化硅、碳系有機(jī)聚合物或雜化有機(jī)硅烷為固定相，以五氟苯基為吸附功能基團(tuán)，利用液相色譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的分離，該發(fā)明公開的固定相材料不具備光控解吸附蛋白質(zhì)功能。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中很少涉及基于有機(jī)硅樹脂的蛋白質(zhì)分子的光控吸附和解吸附，為此，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種吸附和光控解吸附蛋白質(zhì)分子的功能有機(jī)硅樹脂及其制備方法。本發(fā)明在有機(jī)硅樹脂中引入季銨基團(tuán)和光敏性香豆素基團(tuán)，光照前將蛋白質(zhì)分子吸附于有機(jī)硅樹脂表面，光照后香豆素光敏基團(tuán)解離，實(shí)現(xiàn)光控解吸附蛋白質(zhì)分子。