论文部分内容阅读
分子印迹技术(molecular imprinted technology,MIT)是一种可获得对模板分子具有特异识别性的高分子聚合物的制备技术。所得印迹聚合物与天然抗体相比,具有低成本、易合成、高稳定性以及可重复使用等诸多优点,因此引起了学者们的争相研究。目前为止,以小分子(如中药,金属离子,氨基酸等)为模板的分子印迹技术已取得显著进展。但是,关于蛋白质等生物大分子的印迹技术则尚不成熟,发展相对缓慢。这主要是因为蛋白质具有体积庞大,结构复杂,构象灵活等特性。本研究以改性的四氧化三铁纳米颗粒为载体,采用表面印迹的方法合成了三种牛血红蛋白分子印迹聚合物,分别考察了其吸附性能以及特异识别性能,并尝试将识别性能良好的印迹聚合物应用于实际样品中。主要内容如下:(1)磁性牛血红蛋白印迹聚合物的合成及其识别性能的研究以丙烯酰胺和衣康酸为功能单体,利用表面分子印迹技术在双键修饰的Fe3O4粒子上接枝了牛血红蛋白印迹聚合物,并利用红外光谱仪,热重分析仪,X射线衍射仪,场发射扫描电镜,振动样品磁强计等对制得的印迹聚合物的结构和形貌进行了表征。考察了配比对于吸附量的影响,最终选出最佳配比:200mgFe3O4@MPS,32mg AM,0.544mg IA,32mg BHb进行后续的研究。实验结果表明,最佳配比条件下合成的印迹聚合物的吸附容量为77.6mg/g,印迹因子为3.2~4.1,平衡吸附时间为2.5h,且对模板蛋白牛血红蛋白(BHb)具有较高的选择吸附性。另外,Fe3O4@MIPs粒子的饱和磁强度为32.35emu g-1,在外加磁场作用下能被快速地从反应介质中分离出来。所拟方法有望应用于实际样品中目标蛋白的选择性分离。(2)氨基修饰磁纳米颗粒牛血红蛋白印迹聚合物的合成及其识别性能的研究以丙烯酰胺和衣康酸为功能单体,以氨基修饰的磁颗粒为载体合成牛血红蛋白印迹聚合物,并研究了其吸附性能。实验结果表明:聚合过程在印迹粒子表面上形成了具有一定选择性的识别位点。印迹粒子的动力学平衡时间为5h,对模板蛋白的饱和吸附容量可达176.2mg/g,非常可观。选择性吸附实验结果显示印迹粒子对牛血清蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)的吸附量较小,但对溶菌酶却表现出了较高的吸附量,这主要是因为溶菌酶的等电点大于6.2,其表面带正电荷,而印迹粒子表面带负电,所以它们之间存在静电引力;另外,溶菌酶的分子尺寸远小于牛血红蛋白的分子尺寸,这使得它可以很容易地扩散到印迹空穴中。基于上述结果,我们或许可将其应用于等电点大于6.2的一系列蛋白质的分离当中。(3)基于原子转移自由基聚合法的磁性牛血红蛋白印迹聚合物的合成及其识别性能的研究以温敏型单体N-异丙基丙烯酰胺以及蛋白质印迹中常用的两种单体——丙烯酰胺和α-甲基丙烯酸为功能单体,以修饰有引发剂的Fe3O4粒子为载体,在不同的pH条件下,即4.0,5.4,6.8,8.2,通过原子转移自由基聚合法合成了磁性牛血红蛋白印迹聚合物,并通过热力学吸附实验,动力学吸附实验以及选择性吸附实验考察了最佳pH条件下合成的磁性粒子对于模板蛋白的吸附性质。实验结果表明:pH=4.0的条件下合成的印迹粒子对BHb具有更好的吸附性能;平衡吸附实验结果显示,MIPs对BHb的吸附容量约为39.9mg/g,且其吸附过程符合朗格缪尔吸附模型,拟合结果表明MIPs的理论吸附容量为43.08mg/g。动力学吸附实验显示,MIPs在4h基本达到吸附平衡。选择性吸附实验结果表明,MIPs对于模板蛋白具有较高的选择性吸附,IF为1.81。由此可见,本实验中通过原子转移自由基聚合法合成的牛血红印迹聚合物对模板蛋白具有良好的识别性能。