基于不同载体表面分子印迹聚合物的合成及其识别蛋白性能的研究

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分子印迹技术是一种较新的分离分析技术,它模仿抗原-抗体的反应机理,具有特异性识别能力强、稳定性好、可重复使用等优点。因此,它在分离、传感及模拟抗体等领域都有很广泛的应用。近年来,分子印迹技术得到迅猛发展,然而有关蛋白质生物大分子的研究,进展相对缓慢。究其原因,主要是由于蛋白质存在分子尺寸大、构象灵活、功能基团结构复杂、水溶性等特点,使得传统的小分子印迹技术推广到生物大分子存在固有的局限性。随着分子印迹技术在生命科学、环境科学等方面的作用逐渐增大,其在蛋白质分离纯化、富集等方向的应用也将越来越广泛。本论文以蛋白质为研究对象,采用表面印迹法,选择三种不同的印迹载体,合成三种表面分子印迹聚合物,分别对其识别蛋白质的性能进行考察研究。主要内容如下:(1)交联壳聚糖分子印迹聚合物的制备及其识别蛋白性能的研究。以溶菌酶(Lys)作为模板蛋白,戊二醛交联壳聚糖作为载体,通过溶胶-凝胶过程制取分子印迹聚合物。吸附实验结果表明,印迹聚合物(MIP)能够成功识别模板蛋白,且吸附量要明显高于非印迹聚合物(NIP),印迹因子为1.86,平衡吸附时间为4h,平衡吸附溶度为1.2mg/mL,最大理论吸附量为15.89mg/g。凝胶电泳结果显示与其他参比蛋白相比,MIP对Lys有相对较高的吸附量和良好的选择性。经过三个吸附-解吸周期后,MIP相对第一次吸附仍有75.55%的吸附容量。(2)双功能单体分子印迹聚合物的制备及其识别蛋白的研究。以双键修饰后的硅胶作为载体,选择丙烯酰胺(AAm)和2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPS)作为双功能单体,制备牛血清分子印迹聚合物。实验结果表明,双功能单体印迹体系在一定程度上能够提高聚合物对模板的特异性识别能力,选择AAm与AMPS的配比为5:1作为最佳配比来合成印迹聚合物进行后续实验。动力学和热力学实验证明合成的MIP能够在较短的时间(60min)内达到吸附平衡,平衡浓度为0.6mg/mL,最大理论吸附量为20.59mg/g。选择性实验结果显示MIP对牛血红、卵清蛋白、溶菌酶的选择性因子分别为1.21、1.24、1.27,这表明MIP对目标蛋白有良好选择性识别能力。经过三个吸附-解吸周期后,MIP相对第一次吸附仍有81.25%的吸附容量。(3)基于亚微米硅球双功能单体分子印迹聚合物的制备及其识别蛋白性能研究。通过St ber法成功合成了分散性良好,形状规整的亚微米尺度的硅球,经3-(异丁烯酰氧)丙基三甲基硅烷(MPS)修饰后,以AAm和AMPS为双功能单体,合成“核-壳”型牛血清分子印迹聚合物微球。透射电镜表征中可明显看到粒径大小(直径约为200nm)及核壳结构。吸附实验表明这种亚微米尺寸的印迹微球对模板蛋白BSA有着良好的选择识别能力(印迹因子为1.57)和重复利用能力(循环三次后利用率为75.33%)。与基于硅胶载体的印迹体系相比,可以更快(30min内)达到吸附平衡,且吸附量有所增加,平衡吸附浓度为0.4mg/mL,最大理论吸附容量为23.90mg/g。
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