含氨基和环氧基双功能基的聚合物刷磁性微球的制备及对青霉素G酰化酶的固定化VIP免费

第7期2008年7月高分子学报ACTAPOI—MERICASINICANO．7Jul．，2008含氨基和环氧基双功能基的聚合物刷磁性微球的制备及对青霉素G酰化酶的固定化。李秀涛黄军生张勇郭淼阎虎生“(功能高分子材料教育部重点实验室南开大学高分子化学研究所天津300071)摘要在内部分散超顺磁性如04纳米粒子的二乙烯苯交联聚丙烯酸微球表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂，引发聚合向微球表面分别引人P(GMMA．r．DMAEMA．r—GMA)、P(GMMA．r．DMAEMA)和P(GMMA—r-GMA)无规共聚物刷(GMMA为甲基丙烯酸甘油单酯，DMAEMA为甲基丙烯酸．Ⅳ。』、r一二甲氨基乙酯，GMA为甲基丙烯酸缩水甘油酯)，聚合物刷中GMMA链节的作用是使聚合物刷具有亲水性，DMAEMA引入氨基，GMA引入环氧基．研究了青霉素G酰化酶在这些载体上的固定化和其酶活性．结果表明，同时引入环氧基和氨基的P(GMMA—r—DMAEMA—r．GMA)刷磁性微球固定化青霉素G酰化酶的活性和活性收率都最高，其固定化动力学比只含环氧基P(GMMA．r—GMA)$0磁性微球的好．固定化酶比自由酶更耐热，固定化酶的最佳pH值比自由酶的略高．固定化酶重复使用10次后其活性保留70％．关键词酶固定化，磁性微球，聚合物刷，青霉素G酰化酶超顺磁性粒子材料广泛应用于药物控释、免疫试验、磁共振成像、肿瘤热疗、医疗诊断、酶固定化以及生物分离(如蛋白质、DNA、细胞、病毒和细菌的分离)等方面¨“o．磁性纳米粒子由于尺寸小，可以很容易通过血液循环系统被传输到目标组织，同时又有很高的比表面积，应用于药物控释、作为磁共振成像对比度增强剂和热疗等体内应用方面．磁性纳米粒子的缺点是，通过外磁场捕集磁性纳米粒子需要特殊的强磁场仪器。5J．磁性微球(0．1—5"m)则凭借着其通过磁场与体系快速分离、磁场强度要求低、所用产生磁场的设备简单等优势在体外的磁分离等应用方面深受青睐¨_“1．前文我们制备了单分散交联聚丙烯酸微球，并通过微球内羧基络合Fe2+和Fe3+然后碱性共沉淀，得到微球内分散超顺磁性Fe，04纳米粒子的磁性微球旧1．相对于磁性纳米粒子，磁性微球的缺点是其比表面积较低，因而负载生物分子或配体的容量低．为了克服这一缺点，我们在上述的交联聚丙烯酸．Fe，04微球的表面通过原子转移自由基聚合(ATRP)引入聚合物刷¨倒，如果使用含有活性功能基团的单体制备聚合物刷，则其磁性微球上可带有大量的功能基，如在聚合物刷带有环氧基的磁性微球上共价固载蛋白质n玑川．共价固载蛋白质的优点是固载的蛋白质不易流失，缺点是固载速度较慢，易造成蛋白质的活性(如酶活性)的失活．本文制备了在聚合物刷中同时含有环氧基和氨基的磁性微球，蛋白质(用青霉素G酰化酶作为模型)首先通过其羧基与微球上的氨基的离子作用使蛋白质快速结合于载体上，已通过离子作用固载的蛋白质通过其氨基、巯基与载体上的环氧基作用使其共价固载，既有离子作用固载的快速固载的优点，又保持了共价固载的固载牢固、不易流失的优点．1实验部分1．1原料与试剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA，天津南开和成有限公司提供)，甲基丙烯酸．Ⅳ，Ⅳ一二甲氨基乙酯(DMAEMA，ACROS)，上述两单体用前要减压蒸馏脱阻聚剂；溴化亚铜(CuBr，上海试剂一厂)，在冰醋酸中搅拌过夜后，先用冰醋酸洗涤数次，再用无水乙醇洗至上清液无色，真空干燥备用；青霉素G酰化酶原酶液(浙江顺风海德尔有限公司)，其催化活性测定为1103U／mL(U为酶活性单位，lU／mL定义为1min内1mL酶液转化1“m01底物)，蛋白含量为33ms／mL(原酶液中除含有青霉素G酰化酶外，还含有其它蛋白质)；D201强碱型离子交换树脂(天津南开大学化工厂)，使用前先*纪念何炳林院士逝世1周年约稿；2008-03．tO收穑，2008-03．25修稿；**通讯联系人，E-mail：yanhs@nank丑i．edu．cn697万方数据高分子学报2008芷用乙醇抽提，晾干后再真空干燥；青霉素C钾盐(华北制药集团有限责任公司)，考马斯亮蓝G．250(ACROS)；l，l，4，7，7．五甲基二亚乙基三胺(PMDETA，ACROS)，2．溴代异丁酰溴(ACROS)，苯并三氮唑．Ⅳ，Ⅳ．Ⅳ7，Ⅳ7．四甲基脲六氟磷酸酯(HBTU，吉尔生化有限公司)，1．羟基苯并三氮唑(HOBt，吉尔生化有限公司)，二异丙基乙基胺(DIEA，ACROS)等均无需进一...