一種表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備方法，屬于蛋白質固定，生物傳材料領域。
【背景技術】
[0002]蛋白質是構成細胞的基本有機物，是生命的物質基礎，也是所有生命活動的主要承擔者。將蛋白質固定在基體表面，可以將蛋白質的生物功能及特性轉移到基體表面，使其成為功能化的生物材料，是生物傳感器，生物反應器，生物芯片，以及生物大分子分離等這些研究的基礎。
[0003]中國專利公開號為CN104073483A，公開日為2014年10月1日。發明名稱一種酶-無機晶體復合微球及其制備方法，該方法是，將金屬離子和酶溶解于磷酸鹽緩沖溶液，即得到所述酶一無機晶體復合微球。這種方法得到的酶一無機晶體復合微球中的酶穩定性能提高，酶的活性基本保持不變甚至有所提高。但是酶以微球的形式存在，限制了它的應用范圍，并很難重復使用。
[0004]美國加州大學戴維斯分校的王棟、孫剛等人，采用熔融擠出相分離的方法，將熱塑性聚烯烴/CAB(醋酸丁酸纖維素)共混體系熔融擠出制備了聚烯烴共聚物納米纖維，利用高強的機械剪切作用，將納米纖維分散到溶度參數相近的溶劑中，制備出一種穩定的納米纖維懸浮液，然后利用高壓氣流成型技術，將納米纖維懸浮液噴涂制備得到納米纖維膜。將蛋白質固定在納米纖維膜表面，不僅可以達到蛋白質反復使用的目的，而且由于納米纖維巨大的比表面積，可以很好的保持蛋白質的生物功能。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備方法，該納米纖維膜材料的表面固定有三維花狀結構，突破了傳統蛋白質固定膜表面的單一塊狀結構;可重復使用性能。
[0006]為實現上述目的，本發明的技術解決方案是:
[0007]—種表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0008](1)將PVA-co-PE納米纖維膜經氫氧化鈉溶液處理后浸泡在三聚氯氰的1，4_ 二氧六環溶液中，制備出活性PVA-co-PE納米纖維膜；
[0009](2)將上述活性PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在氨基多酸溶液中，制備出表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜；
[0010](3)將上述表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在重金屬溶液中，制備出表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜；
[0011](4)將上述表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在蛋白質溶液中，制備出表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料。
[0012]按上述技術方案，步驟(1)所述將PVA-co-PE納米纖維膜經氫氧化鈉溶液處理為:將PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在濃度為2?5mol/L的氫氧化鈉溶液中，浸漬溫度為15?50°C，浸漬時間為10?60min，取出；所述浸泡在三聚氯氰的1，4_ 二氧六環溶液中為:三聚氯氰的1，4-二氧六環溶液的質量分數為5?20 %，浸漬溫度為15?50°C，浸漬時間為60?120min，取出清洗、干燥，得到活性PVA-co-PE納米纖維膜。
[0013]按上述技術方案，步驟(2)所述的將上述活性PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在氨基多酸溶液中為:配制濃度為0.1?10mol/L氫氧化鈉溶液，取氫氧化鈉溶液為溶劑，配制濃度為
0.05?lOmol/L的氨基多酸的溶液；
[0014]將經步驟1)得到的活性PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在氨基多酸的溶液中并均勻攪動，浸漬溫度為20?70°C，浸漬時間為0.5?3小時，得到表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜；
[0015]所述的氨基多酸為亞氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸中的一種。
[0016]按上述技術方案，步驟(3)所述的將上述表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在重金屬溶液中為:將經步驟2)得到的表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在金屬離子濃度為2 0.0lmmol/L的溶液中并攪動，浸漬溫度為0?50°C，浸漬時間為之30min;取出清洗、干燥得到表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜；
[0017]所述金屬離子為銅離子、鋅離子、鐵離子、鎂離子中的一種。
[0018]按上述技術方案，步驟(4)所述的將上述表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在蛋白質溶液中為:
[0019]配制磷酸鹽緩沖溶液(蛋白質的緩沖溶液)，其中磷酸根離子濃度在lmmol/L?2mol/L，pH= 5?10;取30ml磷酸鹽緩沖溶液為溶劑，配制蛋白質溶液濃度為2 0.0lg/L;蛋白質為牛血清蛋白、木瓜蛋白酶、漆酶、溶菌酶、辣根過氧化物酶、脂肪酶、蛋白酶、纖維素酶、過氧化氫酶、淀粉酶中的一種；
[0020]將經步驟(3)得到的表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在蛋白質溶液中并攪動，浸漬溫度為0?50°C，浸漬時間為2 lmin;取出清洗、干燥，得到表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料。
[0021]本發明采用表面含有大量羥基的納米纖維膜為基體，通過基體表面化學改性，活性分子的固相合成工藝，制備出化學改性的表面固定多維花狀結構蛋白質的薄膜。
[0022]本發明的有益效果是:采用本發明制備出來的表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料，在性能方面克服了游離蛋白質難保存、難回收等缺點，突破了傳統蛋白質固定膜表面的單一塊狀結構;并且由于采用了固相合成法，使蛋白質很好的固定在基體表面，可以反復循環的使用。該表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料可應用于生物傳感器，食品藥品檢測等方面。
【具體實施方式】
[0023]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0024]實施例1
[0025]—種表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0026]1)活性PVA-co-PE納米纖維膜的制備:
[0027]將PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在2mol/L的氫氧化鈉溶液中，浸漬溫度為25°C，浸漬時間為35min;取出后，浸漬在質量分數為10%的三聚氯氰的1，4_ 二氧六環溶液中，浸漬溫度為50°C，浸漬時間為120min;取出清洗、干燥，得到活性PVA-co-PE納米纖維膜；
[0028]2)表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜的制備:
[0029]配制濃度為5mol/L氫氧化鈉溶液，取氫氧化鈉溶液30ml為溶劑，配制濃度為5mol/L的氨基多酸的溶液;所述的氨基多酸為亞氨基二乙酸；
[0030]將經步驟1)得到的活性PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在氨基多酸的溶液中并均勻攪動，浸漬溫度為50°C，浸漬時間為2小時；取出后，得到表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜；
[0031 ] 3)表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜的制備:
[0032]配制濃度為0.0lmol/L的硫酸銅溶液，將經步驟2)得到的表面固定氨基多酸的PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在30ml硫酸銅溶液中并攪動，浸漬溫度為30°C，浸漬時間為12小時;取出清洗(用水清洗三次)、干燥，得到表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜；
[0033]4)表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備(或稱蛋白質在表面吸附有金屬離子的納米纖維膜上的固定，以下相同):
[0034]配制磷酸鹽緩沖溶液(蛋白質的緩沖溶液)，其中磷酸根離子濃度在lmmol/L，pH=6;取30ml磷酸鹽緩沖溶液為溶劑，配制濃度為lg/L的蛋白質溶液(牛血清蛋白溶液)；
[0035]將經步驟3)得到的表面含有金屬離子PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在蛋白質溶液中并攪動，浸漬溫度為37°C，浸漬時間為3h;取出清洗(用磷酸緩沖鹽溶液和水分別清洗三次)、干燥，得到表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料。所制備的表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料，蛋白質在基體表面上固定性很好，可以反復循環的使用。
[0036]實施例2
[0037]—種表面固定有三維花狀結構蛋白質的納米纖維膜材料的制備方法，包括以下步驟:
[0038]1)活性PVA-co-PE納米纖維膜的制備:
[0039]將PVA-co-PE納米纖維膜浸漬在3mol/L的氫氧化鈉溶液中，浸漬溫度為25°C，浸漬時間為25min;取出后，浸漬在質量分數為10%的三聚氯氰的1，4_ 二氧六環溶