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分子印迹技术是模拟自然界中抗原与抗体的特异性相互识别作用,通过合成的分子印迹聚合物(Molecularly imprinted polymers,MIPs)对预定模板进行选择识别。随着分子印迹技术进一步发展,蛋白质等生物大分子的印迹也备受关注,但由于蛋白质的一些特点使其印迹存在诸多困难:一是传质阻力大,模板不易洗脱和再吸附;二是蛋白质构象复杂易变,不易形成精确印迹位点。构筑核-壳结构印迹纳米粒子可有效降低传质阻力;通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法可制备具有结构可控,印迹位点均一的MIPs,解决印迹位点不精确的问题。但RAFT试剂难固载至纳米粒子表面,常导致RAFT试剂固载量不足;另外,固载RAFT试剂后会降低纳米粒子在水溶液中的分散稳定性。为解决以上问题,用高效的铜(Ⅰ)催化叠氮炔烃环加成反应(CuAAC)将RAFT试剂固载至纳米粒子表面,解决了RAFT试剂固载量不足的问题;通过表面接枝羧基官能团,既保证了纳米粒子的水分散稳定性,又增加了模板富集量。由于RAFT聚合后表面残余的活性端基可再次引发聚合,同时MIPs后功能化接枝聚乙二醇(PEG)可提高选择性。因此,先通过表面引发RAFT聚合制得核-壳结构蛋白质MIPs纳米粒子,经过第二步RAFT聚合后功能化修饰非线性类PEG链,合成了核-壳-冠结构蛋白质印迹纳米粒子。(一)SiO2纳米粒子表面功能化先用St(?)ber法合成SiO2纳米粒子,然后在表面修饰氨基和叠氮基团,通过氨基与丁二酸酐反应接枝羧基基团,再将炔基化的RAFT试剂通过CuAAC点击至纳米粒子表面,其固载量约为1.53/nm2。同时,通过引入羧基极大提高了纳米粒子的水分散稳定性和模板富集能力,吸附量达到37.4 mg/g。(二)表面引发RAFT聚合法制备具有核-壳结构的Lyz印迹纳米粒子以上述功能化的纳米粒子为载体,溶菌酶(Lyz)为模板蛋白,温敏性单体(MEO2MA)为主单体,在相转变温度(VPTT)以上,以过硫酸铵(APS)为引发剂,合成了Lyz-MIP纳米粒子。通过控制聚合时间可对其壳层厚度和模板识别性能进行调控。在最佳聚合反应时间为15 h时,印迹因子约为2.1。(三)印迹纳米粒子后功能化—表面RAFT端基接枝PMEO2MA链在不洗脱模板蛋白的前提下,利用纳米粒子表面残余的RAFT试剂接枝了PMEO2MA。结果发现不仅降低了NIP纳米粒子的非特异性吸附,而且提高了Lyz-MIP纳米粒子的吸附量,印迹因子达到9.1;同时提高了选择性。另外,接枝后两种纳米粒子在10 min内即可达到吸附平衡;由Langmuir方程拟合得到的吸附等温线可知,相比于传统自由基聚合制备得到的印迹纳米粒子,其解离常数(Kd)值大幅度降低,表明了RAFT聚合可提高对模板蛋白的亲和性。