一種糖基化聚丙烯親和膜的製備方法及其應用的製作方法

2023-10-07 03:12:04 5

專利名稱：一種糖基化聚丙烯親和膜的製備方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及膜表面改性製備親和膜的方法，尤其涉及一種糖基化聚丙烯親和膜的製備方法。
背景技術：
任何物質之間的作用都始於表面，表面性能在應用中的重要性是其它性能所不可替代的。目前，對不同的材料進行表面改性，得到了廣泛的關注和長足的發展。其中，對應用領域越來越廣的膜分離材料，採用表面改性技術可優化膜分離材料的表面性能而又不會破壞它的本體性能，拓寬了膜分離材料的使用範圍，提高了膜分離材料的使用效率，延長了膜分離材料的使用壽命。膜分離材料表面改性的方法主要包括表面等離子體處理(CN1539550，CN1546214)、紫外光輻照接枝改性(CN1618509)、γ-射線輻射改性(CN1569934)、臭氧接枝改性(CN1640533)和表面活性劑塗敷改性(CN1257747)等。經特定的改性過程，膜分離材料可被賦予不同的表面特性，具備諸如親水性、親和性、p小時響應性、溫度響應性、生物相容性、抗汙染性等功能，被廣泛應用於汙水處理、印染、生物製藥、精細化工等領域。
蛋白質、核酸和糖是構成生物體的主要組成部分，在生命活動中發揮著及其重要的生物功能，對眾多的生理過程有著深刻的影響，因此，對它們的研究與表徵日益重要。在自然界中，糖以糖肽、糖脂、糖胺聚糖、蛋白聚糖或其它糖綴合物等形式存在，研究發現，糖除了儲存能量與組建結構，還廣泛參與了生命活動中許多生理過程，包括病毒侵入、信號傳輸、發炎、細胞—細胞相互作用、細菌—宿主相互作用、受精、發育等。事實上，糖涉及從胚胎發育到免疫系統控制的每一件事情，糖結構的微小差異就可能對生物功能產生重大影響。相比於蛋白質和核酸，糖是多羥基醛或多羥基酮的化合物，可以直鏈或環型存在，通過糖苷鍵或者分支，或者呈線性相連，其可能的結構更複雜繁多，相應的生物作用在生命科學裡發揮著不可替代的作用。由於糖在生物學上的獨特地位，自20世紀80年代末，糖生物學成為繼基因組學和蛋白組學之後的又一門新興的前沿學科——糖組學，得到了越來越多的關注和應用。
近年來，將糖基引入材料中，利用糖的生物相容性與識別作用，在食品、醫藥、臨床診斷、化妝品、蛋白質分離等領域取得了一定成效。CN1450907發明了一種通過β聚糖增加細胞中活化素誘導的信號傳導的方法，該方法可用於治療許多病理情況，包括生殖、反應、皮膚、骨骼、肝臟、造血和中樞神經系統疾病。CN1417347將糖等配體以一定距離共價聯接於基質表面，用於鑑定病源微生物及其毒性蛋白。CN1460524製備了α～烯丙基葡糖苷表面修飾的人工晶狀體，這種白內障囊外摘除術的人工晶狀體光學部和袢的外表面均帶有α～烯丙基葡糖苷單體的分子層，提高了人工晶狀體的生物相容性，且製法科學、醫用移植安全可靠。CN1030005將具有酸性官能團的二乙胺乙基葡聚糖包被在二氧化矽顆粒上，通過吸附和洗脫從乳清中選擇性地提取金屬蛋白質，尤其是固定鐵的金屬蛋白，例如乳鐵傳遞蛋白、乳過氧化物酶和鐵傳遞蛋白。CN1130375將多糖衍生物(多糖的酯或氨基甲酸酯衍生物)負載於有用有芳烷基的甲矽烷基化劑處理過的表面矽烷醇基團的矽膠顆粒上製成旋光異構體分離劑，作為反相液相色譜的填充材料，把旋光異構體從外消旋化合物中分離出來。CN1763126以羅望子膠或沙蒿膠與殼聚糖為原料，四氧化三鐵為磁流體，戊二醛為交聯劑，對氨基苯磺酸為胺化劑製備的具有一定磁響應性的磁性微球，是一種溶脹體積小、耐酸性較好、成本低的複合生物多糖磁性微球。WO2004040308提供了用於固化至少一種碳水化合物分子的方法，包括將表面與至少一種單體的等離子體接觸來提供等離子聚合體包被的帶有氨基的表面，及將所述聚合體表面接觸不同的天然多糖溶液諸如透明質酸、硫酸皮膚素、硫酸軟骨素、肝素、硫酸乙醯肝素或硫酸角質素等，將多糖通過靜電作用被動吸附到聚合體表面，固化的多糖在表面有充分的結合強度，並保留了天然的生物活性。這種糖結合表面可用於生物傳感器、治療載體、細胞培養、醫療裝置、親和純化基質和晶片等方面。

發明內容
本發明經過長期研究試驗後認為糖基引入聚丙烯微濾膜的表面，可使糖的生物功能與聚丙烯優良的物理化學性能結為一體。由於聚丙烯微濾膜孔隙率高，比表面積大，大大提高了糖基在膜表面的結合量，糖的集簇效應易於實現，顯著增強了糖基對蛋白質的選擇性吸附。利用不同糖基對特定蛋白質的選擇性識別作用，糖基化聚丙烯親和膜可以分別將蛋白質吸附分離開來。這種糖基化聚丙烯親和膜作為高效液相色譜的固定相可實現蛋白質的高效、快速分離，這是由於固定相不存在溶質在顆粒內部孔隙的質量傳遞，溶質僅在固定相表面有短的擴散路程，因此對具有低擴散性的生物大分子，可實現快速的質量傳遞，從而縮短滯留時間，並利於保持生物大分子高的生物活性和回收率(LC～GC Int，1996，9(10)650；9(11)741；JC小時ro摩爾/升atogr.A，1995.7053)。同時，這種糖基化聚丙烯親和膜作為一類親和表面，還可用於質譜鑑定微生物(Anal.C小時e摩爾/升.2001，73751～757)，由於膜表面具有高的比表面積，這種膜的親和表面比金的表面具有更高的微生物俘獲能力，此外，糖基優良的親水性和生物相容性使得膜的汙染得到控制。聚丙烯微濾膜經糖基化後，可用於不同蛋白質及微生物的分離、濃縮和靶向清除，在色譜分離和質譜鑑定蛋白質或微生物、細胞培養、醫療裝置等方面有廣闊的應用前景。
本發明的目的是提供一種糖基化聚丙烯親和膜的製備方法及其應用領域。
方法步驟如下1)將聚丙烯微濾膜浸入含有複合光引發劑和帶羥基的丙烯酸酯類單體的溶液中，通氮氣，經紫外光輻照接枝聚合後，洗滌、烘乾，得到羥基化聚丙烯微濾膜，接枝率為0～150克/平方米膜；2)將上述膜浸入不同的經乙醯化保護的單糖或多糖溶液中，在氮氣保護下加入催化劑，並在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時，洗滌、烘乾後得到表面結合糖基的聚丙烯微濾膜；3)將此膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團，得到脫保護的糖基化聚丙烯親和膜，固定率為0～45克/平方米膜。
本發明的優點在於1)糖不局限於列出幾種，任何乙醯基保護的糖(單糖、二糖、三糖等)均可使用。同時，糖基上的保護基團(乙醯基)可以方便地脫除，且可通過重量法快速計算出聚丙烯微濾膜上結合的糖基含量。
2)通過調節紫外輻照接枝聚合條件，聚丙烯微濾膜上接枝的甲基丙烯酸羥乙酯的接枝率可在很寬的範圍內調節(0～150克/平方米膜)；利用不同甲基丙烯酸羥乙酯接枝率的聚丙烯微濾膜，進而可得到不同糖基化程度的聚丙烯親和膜(0～45克/平方米膜)，可實現膜表面糖基的集簇效應，顯著增強了糖基對蛋白質的選擇性吸附；同時，這種不同糖基化程度的聚丙烯親和膜可適用於一系列從低濃度到高濃度的蛋白質溶液(0.1克/升～20克/升)的分離和濃縮，使用範圍廣。
3)反應在室溫下進行，操作簡單，經濟可行。
4)採用本方法得到的糖基化聚丙烯親和膜是通過聚甲基丙烯酸羥乙酯將糖基固定在膜表面，在吸附蛋白質時空間位阻小，且糖基與蛋白質易於形成多價結合，使聚丙烯親和膜吸附蛋白質的能力提高。
5)採用本方法得到的糖基化聚丙烯親和膜由於是化學法結合糖基，在使用過程中性能穩定，糖基不會脫落，用於蛋白質的選擇性分離、濃縮或靶向清除時，可通過吸附、洗脫的循環方式重複使用，且能避免產物的汙染，大大降低了生產成本。
6)採用本方法得到的糖基化聚丙烯親和膜具有良好的機械強度、優良的化學穩定性與熱穩定性及其低廉的成本，適用範圍廣。


圖1-圖7分別為葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜、半乳糖糖基化聚丙烯親和膜、甘露糖糖基化聚丙烯親和膜、巖藻糖糖基化聚丙烯親和膜、麥芽糖糖基化聚丙烯親和膜、乳糖糖基化聚丙烯親和膜及蔗糖糖基化聚丙烯親和膜的分子結構示意圖。
具體實施例方式
本發明中採用的光引發劑為複合光引發劑，即二苯甲酮和三氯化鐵的複合物，其目的在於提高甲基丙烯酸羥乙酯在聚丙烯微濾膜上的接枝率；本發明中接枝率採用重量法計算；本發明中糖基化聚丙烯親和膜對蛋白質的吸附分離採用紫外—可見光分光光度計檢測。
以下實例進一步說明本發明，但這些實例並不用來限制本發明。
一、糖基化聚丙烯親和膜的製備實例實例1稱取適量的三氯化鐵(FeCl3)溶解到丙酮與水的混合溶劑(體積比為3∶1)中，配成濃度0.0007摩爾/升的光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為20％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照25分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為1.52克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為0.65克/平方米膜。
實例2稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為20％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為2微米，孔隙率為40％，膜厚500微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照25分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為11.48克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為3.05克/平方米膜。
實例3稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.033摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為20％的單體溶液；將聚丙烯中空纖維微濾膜(孔徑為0.1微米，孔隙率為45％，膜外徑為500微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照25分鐘，然後取出聚丙烯中空纖維微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為2.38克/平方米膜的羥基化聚丙烯中空纖維微濾膜。取上述羥基化聚丙烯中空纖維微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯中空纖維微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯中空纖維微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為0.72克/平方米膜。
實例4稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將聚丙烯中空纖維微濾膜(孔徑為0.1微米，孔隙率為60％，膜外徑為250微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照25分鐘，然後取出聚丙烯中空纖維微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為11.13克/平方米膜的羥基化聚丙烯中空纖維微濾膜。取上述羥基化聚丙烯中空纖維微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯中空纖維微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯中空纖維微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為2.87克/平方米膜。
實例5稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為75％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照60分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為31.54克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為11.50克/平方米膜。
實例6稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.8微米，孔隙率為70％，膜厚240微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照25分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為11.26克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的5倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為1.48克/平方米膜。
實例7稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照300分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為145.68克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升五乙醯基葡萄糖(五乙醯基葡萄糖為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到五乙醯基葡萄糖改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到葡萄糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為42.79克/平方米膜。
實例8稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照60分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為32.35克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升甘露糖五乙酸酯(甘露糖五乙酸酯為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到甘露糖五乙酸酯改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到甘露糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為11.79克/平方米膜。
實例9稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照60分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為30.87克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升半乳糖五乙酸酯(半乳糖五乙酸酯為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到半乳糖五乙酸酯改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到半乳糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為11.26克/平方米膜。
實例10稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照60分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為30.14克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升巖藻糖四乙酸酯(巖藻糖四乙酸酯為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到巖藻糖四乙酸酯改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到巖藻糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為10.23克/平方米膜。
實例11稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)膜放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照60分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為31.88克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升麥芽糖八乙酸酯(麥芽糖八乙酸酯為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到麥芽糖八乙酸酯改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到麥芽糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為13.29克/平方米膜。
實例12
稱取適量的二苯甲酮(BP)和三氯化鐵(FeCl3)溶解到以等體積混合的丙酮與水的混合溶劑中，配成濃度分別為0.033摩爾/升和0.0007摩爾/升的複合光引發劑溶液，再加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，配成體積濃度為5％的單體溶液；將直徑為4.2釐米的聚丙烯平板微濾膜(孔徑為0.2微米，孔隙率為85％，膜厚160微米)放入10毫升該單體溶液中浸泡1小時，紫外光(UV)輻照60分鐘，然後取出聚丙烯微濾膜，以丙酮和大量的水清洗，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到HEMA接枝率為32.58克/平方米膜的羥基化聚丙烯微濾膜。取上述羥基化聚丙烯微濾膜置入20毫升乳糖八乙酸酯(乳糖八乙酸酯為聚丙烯微濾膜表面接枝的HEMA的20倍當量)的二氯甲烷溶液中，並於氮氣氛下加入100倍當量的三氟化硼乙醚絡合物，密封，在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時；停止反應，用丙酮洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到乳糖八乙酸酯改性的聚丙烯微濾膜。將該膜浸入甲醇鈉的甲醇溶液(濃度為0.5摩爾/升)中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團乙醯基，用水洗滌，放入40℃烘箱，真空乾燥24小時，得到乳糖糖基化的聚丙烯親和膜，糖基化率為13.58克/平方米膜。
二、糖基化聚丙烯親和膜應用的實例1、葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜對伴刀豆球蛋白(Con A)的吸附分離取上述實例中製備的葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜(糖基化率為2.87克/平方米膜)4張浸入10毫升無水乙醇中預浸潤，再以磷酸鹽緩衝溶液(PBS，0.01摩爾/升，pH＝7.36)清洗，放入10毫升伴刀豆球蛋白/花生凝集素(Con A/PNA)的PBS溶液中，密封，其中，Con A的濃度為1克/升，PNA的濃度為1克/升，溶液中CaCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，MnCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，NaCl的濃度為0.1摩爾/升。在25℃下恆溫30分鐘後，取出葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜，並以1摩爾/升的葡萄糖磷酸鹽緩衝溶液衝洗，即可將吸附在膜上的伴刀豆球蛋白洗脫，從而實現將伴刀豆球蛋白從蛋白質的混合溶液中分離的目的。
取上述實例中製備的葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜(糖基化率為11.50克/平方米膜)4張浸入10毫升無水乙醇中預浸潤，再以磷酸鹽緩衝溶液(PBS，0.01摩爾/升，pH＝7.36)清洗，放入10毫升伴刀豆球蛋白/花生凝集素(Con A/PNA)的PBS溶液中，密封，其中，Con A的濃度為5克/升，PNA的濃度為5克/升，溶液中CaCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，MnCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，NaCl的濃度為0.1摩爾/升。在25℃下恆溫30分鐘後，取出葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜，並以1摩爾/升的葡萄糖磷酸鹽緩衝溶液衝洗，即可將吸附在膜上的伴刀豆球蛋白洗脫，從而實現將伴刀豆球蛋白從蛋白質的混合溶液中分離的目的。
取上述實例中制各的葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜(糖基化率為42.79克/平方米膜)4張浸入10毫升無水乙醇中預浸潤，再以磷酸鹽緩衝溶液(PBS，0.01摩爾/升，pH＝7.36)清洗，放入10毫升伴刀豆球蛋白/花生凝集素(Con A/PNA)的PBS溶液中，密封，其中，Con A的濃度為20克/升，PNA的濃度為20克/升，溶液中CaCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，MnCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，NaCl的濃度為0.1摩爾/升。在25℃下恆溫30分鐘後，取出葡萄糖糖基化聚丙烯親和膜，並以1摩爾/升的葡萄糖磷酸鹽緩衝溶液衝洗，即可將吸附在膜上的伴刀豆球蛋白洗脫，從而實現將伴刀豆球蛋白從蛋白質的混合溶液中分離的目的。
2、甘露糖糖基化聚丙烯親和膜對伴刀豆球蛋白(Con A)的吸附分離取上述實例中製備的甘露糖糖基化聚丙烯親和膜4張浸入10毫升無水乙醇中預浸潤，再以磷酸鹽緩衝溶液(PBS，0.01摩爾/升，pH＝7.36)清洗，放入10毫升伴刀豆球蛋白/花生凝集素(Con A/PNA)的PBS溶液中，密封，其中，Con A的濃度為5克/升，PNA的濃度為5克/升，溶液中CaCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，MnCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，NaCl的濃度為0.1摩爾/升。在25℃下恆溫30分鐘後，取出甘露糖糖基化聚丙烯親和膜，並以1摩爾/升的甘露糖磷酸鹽緩衝溶液衝洗，即可將吸附在膜上的伴刀豆球蛋白洗脫，從而實現將伴刀豆球蛋白從蛋白質的混合溶液中分離的目的。
3、半乳糖糖基化聚丙烯親和膜對花生凝集素(PNA)的吸附分離取上述實例中製備的半乳糖糖基化聚丙烯親和膜4張浸入10毫升無水乙醇中預浸潤，再以磷酸鹽緩衝溶液(PBS，0.01摩爾/升，pH＝7.36)清洗，放入10毫升伴刀豆球蛋白/花生凝集素(Con A/PNA)的PBS溶液中，密封，其中，Con A的濃度為5克/升，PNA的濃度為5克/升，溶液中CaCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，MnCl2的濃度為0.1毫摩爾/升，NaCl的濃度為0.1摩爾/升。在25℃下恆溫30分鐘後，取出半乳糖糖基化聚丙烯親和膜，並以1摩爾/升的半乳糖磷酸鹽緩衝溶液衝洗，即可將吸附在膜上的花生凝集素洗脫，從而實現將花生凝集素從蛋白質的混合溶液中分離的目的。
上述例1～12糖基化聚丙烯親和膜的製備條件及結果如表1所示；例4、5、7、8以及9對伴刀豆球蛋白/花生凝集素混合溶液的分離效果如表2所示；不同糖基及與其識別的蛋白質對照表如表3所示。
表1

a參比物為聚丙烯微濾膜上接枝的HEMA的摩爾數。
表2

表3

權利要求
1.一種糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵如下1)在光引發劑作用下將帶羥基的丙烯酸酯類單體紫外輻照接枝聚合到聚丙烯微濾膜表面；2)在催化劑作用下將糖單體結合到上述聚丙烯微濾膜表面的羥基上；3)脫去糖基上的保護基團，得到糖基化聚丙烯親和膜。
2.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於1)將聚丙烯微濾膜浸入含有複合光引發劑和帶羥基的丙烯酸酯類單體的溶液中，其中光引發劑濃度為0～0.033摩爾/升，單體在溶液中的體積百分數為5～30％；通氮氣10分鐘後，紫外光輻照接枝聚合，紫外光輻照時間為10～300分鐘將膜取出並洗滌、烘乾，得到羥基化聚丙烯微濾膜，接枝率為0～150克/平方米膜；2)將上述膜浸入糖單體溶液中，在氮氣保護下加入催化劑，催化劑濃度為糖的5倍；在冰水浴中振蕩反應2小時，然後將反應體系移至室溫下繼續振蕩反應20小時，洗滌、烘乾後得到表面固定糖基的聚丙烯微濾膜；3)將此膜浸入脫去糖基保護基團的試劑中，室溫下振蕩，脫去糖基上的保護基團，得到脫保護的糖基化聚丙烯親和膜，固定率為0～45克/平方米膜。
3.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的聚丙烯微濾膜是平均孔徑為0.1～2微米、孔隙率為40～85％、膜厚為15～200微米的平板膜或中空纖維膜，其中中空纖維膜的外徑為250～500微米。
4.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的光引發劑為複合光引發劑，即三氯化鐵和二苯甲酮的複合物，其比例為0～1。
5.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的帶羥基的丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸羥乙酯。
6.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的紫外光輻照接枝聚合的溶劑是丙酮和水的混合物，比例為0.25～4。
7.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的糖為葡萄糖五乙酸酯，甘露糖五乙酸酯，半乳糖五乙酸酯，巖藻糖四乙酸酯，麥芽糖八乙酸酯，乳糖八乙酸酯，蔗糖八乙酸酯中的一種或幾種糖的溶劑為二氯甲烷。
8.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的催化劑為三氟化硼乙醚絡合物。
9.按權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的製備方法，其特徵在於所說的脫去糖基上的保護基團的試劑為甲醇鈉的甲醇溶液，其濃度為0.5摩爾/升，脫去的基團為乙醯基。
10.權利要求1所述的糖基化聚丙烯親和膜的應用，利用糖基化聚丙烯親和膜具有對蛋白質的選擇性識別，用作蛋白質的分離、濃縮或靶向清除。
全文摘要
本發明公開了一種糖基化聚丙烯親和膜的製備方法及其應用。特徵是以聚丙烯微濾膜為載體材料，以丙酮和水的混合物為溶劑，以二苯甲酮和三氯化鐵為光引發劑，在紫外光輻照下接枝甲基丙烯酸羥乙酯，得到羥基化的聚丙烯微濾膜；再在催化劑三氟化硼乙醚絡合物催化下，將乙醯基保護的糖結合到此膜表面的羥基上；然後把上述乙醯基保護的糖基化聚丙烯微濾膜浸入甲醇鈉/甲醇溶液中，脫去乙醯基，得到糖基化的聚丙烯親和膜。利用它進行選擇性分離、純化蛋白質。本發明將糖基結合在膜表面，可直接用於蛋白質的分離、濃縮或靶向清除，糖基穩定存在於膜表面，易於回收並可重複使用。
文檔編號B01D71/82GK1935342SQ20061005352
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月22日 優先權日2006年9月22日
發明者徐志康, 胡夢欣, 黃小軍 申請人:浙江大學