基于磁性納米粒子的蛋白質(zhì)印跡技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、分子印跡技術(shù)(molecularimprintedtechnology，MIT)是一種可獲得對(duì)模板分子具有特異識(shí)別性的高分子聚合物的制備技術(shù)。所得印跡聚合物與天然抗體相比，具有低成本、易合成、高穩(wěn)定性以及可重復(fù)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此引起了學(xué)者們的爭(zhēng)相研究。目前為止，以小分子（如中藥，金屬離子，氨基酸等）為模板的分子印跡技術(shù)已取得顯著進(jìn)展。但是，關(guān)于蛋白質(zhì)等生物大分子的印跡技術(shù)則尚不成熟，發(fā)展相對(duì)緩慢。這主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)具有體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)

2、雜，構(gòu)象靈活等特性。
　　本研究以改性的四氧化三鐵納米顆粒為載體，采用表面印跡的方法合成了三種牛血紅蛋白分子印跡聚合物，分別考察了其吸附性能以及特異識(shí)別性能，并嘗試將識(shí)別性能良好的印跡聚合物應(yīng)用于實(shí)際樣品中。主要內(nèi)容如下:
　　(1)磁性牛血紅蛋白印跡聚合物的合成及其識(shí)別性能的研究
　　以丙烯酰胺和衣康酸為功能單體，利用表面分子印跡技術(shù)在雙鍵修飾的Fe3O4粒子上接枝了牛血紅蛋白印跡聚合物，并利用紅外光譜儀，熱重分析儀

3、，X射線(xiàn)衍射儀，場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)等對(duì)制得的印跡聚合物的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征?？疾炝伺浔葘?duì)于吸附量的影響，最終選出最佳配比:200mgFe3O4@MPS，32mgAM，0.544mgIA，32mgBHb進(jìn)行后續(xù)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳配比條件下合成的印跡聚合物的吸附容量為77.6mg/g，印跡因子為3.2～4.1，平衡吸附時(shí)間為2.5h，且對(duì)模板蛋白牛血紅蛋白(BHb)具有較高的選擇吸附性。另外，F(xiàn)e3O4@MIPs粒子的

4、飽和磁強(qiáng)度為32.35emug-1，在外加磁場(chǎng)作用下能被快速地從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)。所擬方法有望應(yīng)用于實(shí)際樣品中目標(biāo)蛋白的選擇性分離。
　　(2)氨基修飾磁納米顆粒牛血紅蛋白印跡聚合物的合成及其識(shí)別性能的研究
　　以丙烯酰胺和衣康酸為功能單體，以氨基修飾的磁顆粒為載體合成牛血紅蛋白印跡聚合物，并研究了其吸附性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:聚合過(guò)程在印跡粒子表面上形成了具有一定選擇性的識(shí)別位點(diǎn)。印跡粒子的動(dòng)力學(xué)平衡時(shí)間為5h，對(duì)模板蛋白的

5、飽和吸附容量可達(dá)176.2mg/g，非?？捎^(guān)。選擇性吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示印跡粒子對(duì)牛血清蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)的吸附量較小，但對(duì)溶菌酶卻表現(xiàn)出了較高的吸附量，這主要是因?yàn)槿芫傅牡入婞c(diǎn)大于6.2，其表面帶正電荷，而印跡粒子表面帶負(fù)電，所以它們之間存在靜電引力;另外，溶菌酶的分子尺寸遠(yuǎn)小于牛血紅蛋白的分子尺寸，這使得它可以很容易地?cái)U(kuò)散到印跡空穴中?；谏鲜鼋Y(jié)果，我們或許可將其應(yīng)用于等電點(diǎn)大于6.2的一系列蛋白質(zhì)的分離當(dāng)中。

6、　　(3)基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法的磁性牛血紅蛋白印跡聚合物的合成及其識(shí)別性能的研究
　　以溫敏型單體N-異丙基丙烯酰胺以及蛋白質(zhì)印跡中常用的兩種單體——丙烯酰胺和α-甲基丙烯酸為功能單體，以修飾有引發(fā)劑的Fe3O4粒子為載體，在不同的pH條件下，即4.0，5.4，6.8，8.2，通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成了磁性牛血紅蛋白印跡聚合物，并通過(guò)熱力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)，動(dòng)力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)以及選擇性吸附實(shí)驗(yàn)考察了最佳pH條件下合成的磁性粒子對(duì)于模板

7、蛋白的吸附性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:pH=4.0的條件下合成的印跡粒子對(duì)BHb具有更好的吸附性能;平衡吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MIPs對(duì)BHb的吸附容量約為39.9mg/g，且其吸附過(guò)程符合朗格繆爾吸附模型，擬合結(jié)果表明MIPs的理論吸附容量為43.08mg/g。動(dòng)力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)顯示，MIPs在4h基本達(dá)到吸附平衡。選擇性吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MIPs對(duì)于模板蛋白具有較高的選擇性吸附，IF為1.81。由此可見(jiàn)，本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成的牛血紅