一种表面富含镍离子的核壳式磁性复合微球的制备方法及其应用

摘要

本发明为一种可用于分离组氨酸蛋白的核壳式磁性复合微球的制备方法及应用。核壳式磁性复合微球的核为磁性四氧化三铁纳米粒子团簇，壳为交联的富含咪唑基团的聚合物网络，咪唑基团和镍离子螯合使微球表面固定上大量的镍离子，通过固定的镍离子与组氨酸中咪唑基团的相互作用在中性条件快速分离天然组氨酸蛋白或含六个组氨酸标记的重组蛋白。首先制备柠檬酸钠稳定的磁性纳米粒子团簇，接着采用溶胶凝胶法，使磁簇表面修饰上活性的乙烯基官能团，然后通过回流沉淀聚合制备得到高磁响应性单分散的表面富含咪唑基团的核壳式磁性聚合物复合微球，再通过富电子的咪唑去络合缺电子的镍离子，最后进行组氨酸蛋白的富集或去除。本发明方法简单，过程可控，分离纯化组氨酸蛋白的效率高，且可实现多次循环使用，应用前景良好。

主权项

一种富含镍离子的核壳式磁性复合微球的制备方法，其特征在于所述核壳式磁性复合微球的核为磁簇，壳为交联的富含咪唑基团的聚合物网络，咪唑基团用于固定镍离子，通过表面固定的镍离子可在中性条件下快速分离组氨酸蛋白；具体步骤如下： (1) 将1~30g六水合三氯化铁、1~60g醋酸盐和0.1~20g柠檬酸盐溶解在20~500mL乙二醇中，在100~200℃下机械搅拌0.5~5h，然后置于含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，将该釜放置于100~300℃的烘箱中反应10~50h，取出，用自来水使其冷却至室温；用磁铁分离出产物磁簇，并用无水乙醇洗涤除去未反应的反应物，最后将产物磁簇分散在无水乙醇中，备用；(2) 将步骤(1)得到的100mg~5g磁簇、20~400mL无水乙醇、5~100mL去离子水、0.5~20mL氨水以及0.2~20g带双键的硅烷偶联剂加入三口烧瓶中，在反应温度为50~150℃下机械搅拌10~50h，使磁簇表面修饰上活性的乙烯基官能团；反应结束后，用磁分离得到表面修饰有乙烯基的磁簇，并用无水乙醇除去过量的硅烷偶联剂；然后放入真空烘箱进行干燥；(3) 将步骤(2)得到的25~500mg表面修饰有乙烯基的磁簇、0.1~10mL侧链带咪唑基团的烯类单体、2mg~5g N, N’‑亚甲基双丙烯酰胺、1~100mg 2,2‑偶氮二异丁腈以及溶剂20~400ml乙腈加入50~1000ml单口烧瓶中，超声使其混合均匀；将烧瓶连接到装有精馏柱的回流装置上；从室温升温到沸腾状态，然后控制反应在90~160℃保持0.1~5h；反应结束后用磁分离，并用无水乙醇进行洗涤，得到表面带咪唑基团的磁性复合微球；所述的侧链带咪唑基团的烯类单体为乙烯基咪唑；(4) 将步骤(3)得到的核壳结构磁性复合微球加到浓度为10‑1000 mg/mL 的10‑200 mL 镍盐溶液中，超声分散，在室温下搅拌反应1‑24 h；反应结束后，用去离子水反复清洗微球，将微球保存在去离子水中备用；所述的镍盐为氯化镍、硫酸镍、乙酸镍或硝酸镍中的一种。