一种表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备方法，属于蛋白质固定，生物传材料领域。
【背景技术】
[0002]蛋白质是构成细胞的基本有机物，是生命的物质基础，也是所有生命活动的主要承担者。将蛋白质固定在基体表面，可以将蛋白质的生物功能及特性转移到基体表面，使其成为功能化的生物材料，是生物传感器，生物反应器，生物芯片，以及生物大分子分离等这些研究的基础。
[0003]中国专利公开号为CN104073483A，公开日为2014年10月1日。发明名称一种酶-无机晶体复合微球及其制备方法，该方法是，将金属离子和酶溶解于磷酸盐缓冲溶液，即得到所述酶一无机晶体复合微球。这种方法得到的酶一无机晶体复合微球中的酶稳定性能提高，酶的活性基本保持不变甚至有所提高。但是酶以微球的形式存在，限制了它的应用范围，并很难重复使用。
[0004]美国加州大学戴维斯分校的王栋、孙刚等人，采用熔融挤出相分离的方法，将热塑性聚烯烃/CAB(醋酸丁酸纤维素)共混体系熔融挤出制备了聚烯烃共聚物纳米纤维，利用高强的机械剪切作用，将纳米纤维分散到溶度参数相近的溶剂中，制备出一种稳定的纳米纤维悬浮液，然后利用高压气流成型技术，将纳米纤维悬浮液喷涂制备得到纳米纤维膜。将蛋白质固定在纳米纤维膜表面，不仅可以达到蛋白质反复使用的目的，而且由于纳米纤维巨大的比表面积，可以很好的保持蛋白质的生物功能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备方法，该纳米纤维膜材料的表面固定有三维花状结构，突破了传统蛋白质固定膜表面的单一块状结构;可重复使用性能。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术解决方案是:
[0007]—种表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0008](1)将PVA-co-PE纳米纤维膜经氢氧化钠溶液处理后浸泡在三聚氯氰的1，4_ 二氧六环溶液中，制备出活性PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0009](2)将上述活性PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在氨基多酸溶液中，制备出表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0010](3)将上述表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在重金属溶液中，制备出表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0011](4)将上述表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在蛋白质溶液中，制备出表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料。
[0012]按上述技术方案，步骤(1)所述将PVA-co-PE纳米纤维膜经氢氧化钠溶液处理为:将PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在浓度为2?5mol/L的氢氧化钠溶液中，浸渍温度为15?50°C，浸渍时间为10?60min，取出；所述浸泡在三聚氯氰的1，4_ 二氧六环溶液中为:三聚氯氰的1，4-二氧六环溶液的质量分数为5?20 %，浸渍温度为15?50°C，浸渍时间为60?120min，取出清洗、干燥，得到活性PVA-co-PE纳米纤维膜。
[0013]按上述技术方案，步骤(2)所述的将上述活性PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在氨基多酸溶液中为:配制浓度为0.1?10mol/L氢氧化钠溶液，取氢氧化钠溶液为溶剂，配制浓度为
0.05?lOmol/L的氨基多酸的溶液；
[0014]将经步骤1)得到的活性PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在氨基多酸的溶液中并均匀搅动，浸渍温度为20?70°C，浸渍时间为0.5?3小时，得到表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0015]所述的氨基多酸为亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸中的一种。
[0016]按上述技术方案，步骤(3)所述的将上述表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在重金属溶液中为:将经步骤2)得到的表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在金属离子浓度为2 0.0lmmol/L的溶液中并搅动，浸渍温度为0?50°C，浸渍时间为之30min;取出清洗、干燥得到表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0017]所述金属离子为铜离子、锌离子、铁离子、镁离子中的一种。
[0018]按上述技术方案，步骤(4)所述的将上述表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在蛋白质溶液中为:
[0019]配制磷酸盐缓冲溶液(蛋白质的缓冲溶液)，其中磷酸根离子浓度在lmmol/L?2mol/L，pH= 5?10;取30ml磷酸盐缓冲溶液为溶剂，配制蛋白质溶液浓度为2 0.0lg/L;蛋白质为牛血清蛋白、木瓜蛋白酶、漆酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶中的一种；
[0020]将经步骤(3)得到的表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在蛋白质溶液中并搅动，浸渍温度为0?50°C，浸渍时间为2 lmin;取出清洗、干燥，得到表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料。
[0021]本发明采用表面含有大量羟基的纳米纤维膜为基体，通过基体表面化学改性，活性分子的固相合成工艺，制备出化学改性的表面固定多维花状结构蛋白质的薄膜。
[0022]本发明的有益效果是:采用本发明制备出来的表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料，在性能方面克服了游离蛋白质难保存、难回收等缺点，突破了传统蛋白质固定膜表面的单一块状结构;并且由于采用了固相合成法，使蛋白质很好的固定在基体表面，可以反复循环的使用。该表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料可应用于生物传感器，食品药品检测等方面。
【具体实施方式】
[0023]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0024]实施例1
[0025]—种表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备方法，包括以下步骤:
[0026]1)活性PVA-co-PE纳米纤维膜的制备:
[0027]将PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在2mol/L的氢氧化钠溶液中，浸渍温度为25°C，浸渍时间为35min;取出后，浸渍在质量分数为10%的三聚氯氰的1，4_ 二氧六环溶液中，浸渍温度为50°C，浸渍时间为120min;取出清洗、干燥，得到活性PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0028]2)表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜的制备:
[0029]配制浓度为5mol/L氢氧化钠溶液，取氢氧化钠溶液30ml为溶剂，配制浓度为5mol/L的氨基多酸的溶液;所述的氨基多酸为亚氨基二乙酸；
[0030]将经步骤1)得到的活性PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在氨基多酸的溶液中并均匀搅动，浸渍温度为50°C，浸渍时间为2小时；取出后，得到表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0031 ] 3)表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜的制备:
[0032]配制浓度为0.0lmol/L的硫酸铜溶液，将经步骤2)得到的表面固定氨基多酸的PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在30ml硫酸铜溶液中并搅动，浸渍温度为30°C，浸渍时间为12小时;取出清洗(用水清洗三次)、干燥，得到表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜；
[0033]4)表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备(或称蛋白质在表面吸附有金属离子的纳米纤维膜上的固定，以下相同):
[0034]配制磷酸盐缓冲溶液(蛋白质的缓冲溶液)，其中磷酸根离子浓度在lmmol/L，pH=6;取30ml磷酸盐缓冲溶液为溶剂，配制浓度为lg/L的蛋白质溶液(牛血清蛋白溶液)；
[0035]将经步骤3)得到的表面含有金属离子PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在蛋白质溶液中并搅动，浸渍温度为37°C，浸渍时间为3h;取出清洗(用磷酸缓冲盐溶液和水分别清洗三次)、干燥，得到表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料。所制备的表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料，蛋白质在基体表面上固定性很好，可以反复循环的使用。
[0036]实施例2
[0037]—种表面固定有三维花状结构蛋白质的纳米纤维膜材料的制备方法，包括以下步骤:
[0038]1)活性PVA-co-PE纳米纤维膜的制备:
[0039]将PVA-co-PE纳米纤维膜浸渍在3mol/L的氢氧化钠溶液中，浸渍温度为25°C，浸渍时间为25min;取出后，浸渍在质量分数为10%的三聚氯氰的1，4_ 二氧六环溶