电场辅助脱除模板分子制备蛋白质印迹聚合物的方法

摘要

本发明公开一种省时省力、效率高的电场辅助脱除模板分子制备蛋白质印迹聚合物的方法，按照如下步骤进行：将蛋白质聚合物固载在电极上作为工作电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；再将所述三电极体系放入蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液中，在工作电极与参比电极之间施加恒定电势30～120min，得到蛋白质印迹聚合物；如蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液pH值低于蛋白质等电点，施加电势0.1～1.0V；否则施加电势-1.0～-0.1V；将得到的蛋白质印迹聚合物在氮气下干燥。

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白质印迹聚合物的制备方法，尤其是一种省时省力、效率高的电场辅助脱除模板分子制备蛋白质印迹聚合物的方法。

背景技术

蛋白质印迹聚合物是能够识别蛋白质的新型高分子功能材料，可用于蛋白质组学，实现从高丰度蛋白中分离富集低丰度蛋白；又由于蛋白质印迹聚合物具有类似抗体或受体的高特异识别性能，可构建高灵敏度的仿生传感器，对蛋白质进行痕量分析。现有蛋白质印迹聚合物的制备方法是先将蛋白质（如血红蛋白、肌红蛋白或白蛋白等模板分子）与功能单体相互作用（如氢键、范德华力、静电作用等）形成复合物，然后在引发剂的作用下使复合物、交联剂聚合形成具有适当刚性的蛋白质聚合物，之后再用磷酸盐缓冲溶液、醋酸溶液或/和十二烷基硫酸钠等配制而成的蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液浸泡，以破坏模板分子与聚合物的作用力，使模板分子离开聚合物形成空穴，即制成蛋白质印迹聚合物。然而，由于蛋白质体积大，扩散速度慢，较难离开聚合物形成识别空穴，因此，现有制备方法需要耗费大量的洗脱溶液及时间进行浸泡，费时费力且因废液处理费用较高，而加大了蛋白质印迹聚合物的制备成本，否则将会使印迹聚合物的识别性能变差。

三电极体系包括工作电极、参比电极及对电极，包含两个回路：一个回路由工作电极和参比电极组成，另一个回路由工作电极和辅助电极组成。其中工作电极为固载有被测物质的金、银、铜、石墨或玻炭电极等；参比电极为甘汞电极、银/氯化银电极或硫酸亚汞电极，对电极为铂电极或碳电极等。目前，三电极体系主要用于分析、测试工作电极的电化学反应。

迄今为止，还没有将三电极体系应用于制备蛋白质印迹聚合物的相关报道。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种省时省力、效率高的电场辅助脱除模板分子制备蛋白质印迹聚合物的方法。

本发明的技术解决方案是：一种电场辅助脱除模板分子制备蛋白质印迹聚合物的方法，其特征在于按照如下步骤进行：

a. 将蛋白质聚合物固载在电极上作为工作电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 再将所述三电极体系放入蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液中，在工作电极与参比电极之间施加恒定电势30～120min，得到蛋白质印迹聚合物；如蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液pH值低于蛋白质等电点，施加电势0.1～1.0V；否则施加电势-1.0～-0.1V；

c. 将得到的蛋白质印迹聚合物在氮气下干燥。

本发明充分了蛋白质是两性物质、具有等电点的特性，通过电场控制蛋白质的定向移动，解决了现有技术因蛋白质体积大、扩散速度慢的问题，可用少量洗脱液并在短时间（30～120min）内脱除模板分子，省时省力、效率高，减少了废液的处理费用，降低了蛋白质印迹聚合物的制作成本。

附图说明

图1是本发明实施例1与现有技术对比的实验效果图。

具体实施方式

实施例1：

首先按照现有技术，制成血红蛋白聚合物，然后按照以下步骤进行：

a. 将血红蛋白聚合物固载在金电极上作为工作电极，饱和甘汞电极做参比电极、铂电极做对电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 再将所述三电极体系放入10%(v/v)醋酸与10%(v/v)十二烷基硫酸钠溶液组成的蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液中，因洗脱溶液pH值低于血红蛋等电点，故在工作电极与参比电极之间施加0.1V、0.4V、0.7V和1.0V 电势，并分别洗脱30~120min，得到血红蛋白印迹聚合物；

c. 将得到的血红蛋白印迹聚合物在氮气下干燥，即得到洗脱完全的血红蛋白印迹聚合物。

作用原理：

蛋白质是两性物质、具有等电点。当溶液pH低于等电点时蛋白质带正电荷，在工作电极与参比电极之间施加电势0.1～1.0V电场的作用下，净电荷为正的蛋白质向低电势（参比电极）方向移动；而溶液pH高于其等电点时蛋白质带负电荷，在工作电极与参比电极之间施加电势-1.0～-0.1V 电场的作用下，净电荷为负的蛋白质向高电势（参比电极）方向移动。即蛋白质模板分子向远离聚合物的方向移动，得到洗脱完全的蛋白质印迹聚合物。

按照本发明实施例1的方法，得到的洗脱效果与现有技术对比如图1所示。

图1中，a点为使用传统洗脱剂（10%醋酸+10%十二烷基硫酸钠）得到的检测结果，曲线1、2、3、4分别为本发明方法施加电势0.1V、0.4V、0.7V和1.0V得到的实验结果。可以看出，洗脱时间均是120min时，本发明方法比传统方法的峰电流值高，表明本发明方法的洗脱效果更好（因为蛋白质不导电，电流值越高表明电极电子传递能力越强，进而表明蛋白质洗脱效果越好）。从图1中虚线可以看出，当施加0.1V电势时，约110min可达传统方法120min的洗脱效果。而增大电场，洗脱效果增强，所需时间减少，如电势为0.4V时，约需55min，电势0.7V时，约需38min，而电势1.0V时，只需30min即可达到传统方法120min的洗脱效果，可大大节省时间，同时传统方法为提高模板分子脱除效果，需多次进行洗脱，增大了洗脱剂用量。

对比结果说明本发明方法因为施加了电场，蛋白质更易脱离聚合物，只需脱除一次即可达到蛋白质印迹聚合物的要求，省时省力。同时，减少了洗脱剂的用量，从而减小了对环境的污染，降低了原材料及对废液进行处理的成本。

实施例2：

首先按照现有技术，制成肌红蛋白聚合物，然后按照以下步骤进行：

a. 将肌红蛋白聚合物固载在石墨电极上作为工作电极，硫酸亚汞电极做参比电极、碳电极做对电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 再将所述三电极体系放入pH9.0的磷酸盐缓冲溶液（蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液）中，因洗脱溶液pH值高于肌红蛋等电点，故在工作电极与参比电极之间施加-1.0V电势30min，得到肌红蛋白印迹聚合物；

c. 将得到的肌红蛋白印迹聚合物在氮气下干燥，即得到洗脱完全的肌红蛋白印迹聚合物。

实施例3：

首先按照现有技术，制成肌红蛋白聚合物，然后按照以下步骤进行：

a. 将肌红蛋白聚合物固载在银电极上作为工作电极，甘汞电极做参比电极、铂电极做对电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 再将所述三电极体系放入pH10.0的磷酸盐缓冲溶液（蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液）中，因洗脱溶液pH值高于肌红蛋等电点，故在工作电极与参比电极之间施加-1.0V电势120min，得到肌红蛋白印迹聚合物；

c. 将得到的肌红蛋白印迹聚合物在氮气下干燥，即得到洗脱完全的肌红蛋白印迹聚合物。

实施例4：

首先按照现有技术，制成血红蛋白聚合物，然后按照以下步骤进行：

a. 将血红蛋白聚合物固载在铜电极上作为工作电极，饱和甘汞电极做参比电极、铂电极做对电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 再将所述三电极体系放入15%(v/v)十二烷基硫酸钠溶液（蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液）中，因洗脱溶液pH值低于血红蛋等电点，故在工作电极与参比电极之间施加0.4V电势120min，得到血红蛋白印迹聚合物；

c. 将得到的血红蛋白印迹聚合物在氮气下干燥，即得到洗脱完全的血红蛋白印迹聚合物。

实施例5：

首先按照现有技术，制成牛血清白蛋白聚合物，然后按照以下步骤进行：

a. 将牛血清白蛋白聚合物固载在铂电极上作为工作电极，硫酸亚汞电极做参比电极、碳电极做对电极，所述工作电极与参比电极、对电极构成三电极体系；

b. 再将所述三电极体系放入10g/L十二烷基硫酸钠的10%(v/v)醋酸溶液和pH值为6.2的10mmol/L磷酸缓冲溶液中（蛋白质聚合物模板分子洗脱溶液）中，因洗脱溶液pH值低于牛血清白蛋等电点，故在工作电极与参比电极之间施加1.0V电势120min，得到牛血清白蛋白印迹聚合物；

c. 将得到的牛血清白蛋白印迹聚合物在氮气下干燥，即得到洗脱完全的牛血清白蛋白印迹聚合物。