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分子印迹膜(MIM)技术是一种对特定分子进行高选择性分离的新兴技术,它不仅具有分子印迹技术的预定性、选择性和实用性,也具有膜分离技术的节能性、易操作性和连续性的优点,近年来受到人们的关注,在手性物质拆分、生物物质提取、传感器等方面都得到了很好的应用。由于蛋白质分子体积庞大、结构复杂、可结合位点多以及容易变性失活等因素,而使得对蛋白质分子的印迹研究一直存在着相当大的困难。对此,本研究采用表面印迹方法印迹蛋白分子,并结合膜分离技术,探索针对蛋白分子的分子印迹膜的有效制备方法。
研究首先以丙烯酰胺(AM)为功能单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)与亚硫酸钠(Na2SO3)组成的氧化还原体系为引发剂,以牛血清白蛋白(BSA)为模板蛋白,通过在聚丙烯(PP)中空纤维膜表面涂覆分子印迹聚合物的方式制备分子印迹膜。研究表明,针对牛血清蛋白的分子印迹聚合物能够涂覆在膜表面,但是经过洗脱和再吸附过程会有大量脱落。通过对涂覆率和吸附率的分析,选用质量比为AM∶MBA∶BSA=3∶1∶0.13时,涂覆和吸附蛋白的效果最好。洗脱剂的选择上,含1%(质量分数)十二烷基磺酸钠(SDS)体积分数为10%的醋酸溶液比2Mol/L的氯化钾(KCI)溶液的洗脱效果更好。
针对上述情况,本研究采用紫外接枝的方法先在PP中空纤维膜表面接枝一层MBA,再利用MBA的一个双键接枝分子印迹层。以二苯甲酮(BP)为光敏剂,通过紫外光接枝的方法在膜表面接枝一层MBA,再按照上述方法接枝分子印迹层。研究表明,MBA可以通过紫外接枝的方式接枝在膜表面,分子印迹层可以通过MBA的双键接枝到膜表面,经过接枝后的印迹层脱落现象明显减轻。当质量比MBA∶BP=15∶28时,辐照时间选择为30min,接枝的效果最好;分子印迹层的配方选择同涂覆分子印迹层的研究结果一致;接枝MBA和接枝AM后,水通量分别降低为原膜的75%和56%;水通量变化和接枝率变化趋势相反;接枝MBA后,膜丝的机械强度下降明显,而接枝AM的过程中对机械强度影响较小。通过印迹膜(MIM)和非印迹膜(NIM)对牛血清蛋白进行吸附动力学对比,NIM需要6小时基本达到饱和,吸附量为0.88mg/g。而MIM需要12小时才能达到饱和,印迹膜的吸附量为1.45mg/g,MIM对牛血清蛋白存在特异性吸附。