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蛋白质印迹是制备对模板蛋白具有特异选择性功能的分子印迹技术。因其本身性能的限制,进展相对缓慢,技术尚不成熟,仍需要改进常规的制备和分析方法来适应生物模板的物理性质(模板蛋白大小,相容性、构象灵活性、水溶性),以及其稳定性,选择性,位点可接近性,和成本效率等方面的缺点。
本论文主要对硅胶表面蛋白质分子印迹的制备及识别性能进行了深入的研究,考察了聚合物的吸附性质与识别选择性,并对分子印迹技术在蛋白质分离和富集领域的应用作了初步探讨。本论文共六个章节,工作可归纳为以下四个主要部分:
一、综述了蛋白质分子印迹的研究现状及发展前景,以及本论文工作的意义。
二、在第二、三章中,采用紫外光谱法从分子水平考察了摩尔比、溶液pH值、离子强度对功能单体与模板蛋白之间相互作用的影响。并在最佳条件下,选择硅胶作为固体致孔剂,采用本体聚合法制备了以溶菌酶、牛血红蛋白为模板蛋白的聚丙烯酰胺印迹凝胶聚合物。竞争性吸附实验表明,硅胶作为致孔剂提高了分子印迹聚合物对模板蛋白的识别特异性;同时也显著地增加了分子印迹聚合物对模板蛋白的吸附容量。说明加入具有大孔和较大比表面积的致孔剂作为牺牲载体是提高凝胶聚合物的吸附容量和吸附选择性的有效途径。
三、在第四章中,采用水解缩聚法,制备了一种新型的无机.有机杂化分子印迹聚合物;这种方法兼具硅烷试剂的水解缩聚的简便,和壳聚糖作为有机体生物兼容性良好的优点;即具有易制备,亲和性能高和低溶胀性等特点。吸附实验表明,杂化印迹聚合物对牛血红蛋白有良好的吸附容量和特异性。即使在蛋白质的混合溶液中,具有特异性吸附的分子印迹作用始终对模板蛋白起着重要作用。
四、在第五、六章中,采用不同的方法对硅胶表面进行修饰,使硅胶具有良好的生物兼容性,并能有效的固定化模板蛋白;然后在其表面形成具有识别蛋白质功能的聚合物薄膜。第五章的修饰过程为选用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷试剂对其表面进行修饰,环氧基团开环后再结合能固定化蛋白质马来酸酐分子。因其又带有乙烯基,可与功能单体.丙烯酰胺共聚,使分子印迹聚合物薄层与载体之间结合牢固。在第六章中同样用环氧基团修饰硅胶表面,环氧开环后与壳聚糖反应,在硅胶表面引入生物兼容性良好的壳聚糖,并用双官能团试剂-戊二醛将模板蛋白与壳聚糖偶联,共价固定模板蛋白。硅胶表面修饰法避免了研磨筛分等繁琐的程序,又能根据需要选择合适的尺寸,适合作为色谱固定相。同时,考察了蛋白质印迹聚合物对模板蛋白以及其非模板蛋白的吸附选择性,探讨了分子印迹聚合物对模板蛋白的识别机理;用其分离蛋白质混合溶液中的模板蛋白,得到了较为理想的结果,说明制备的蛋白质印迹聚合物能应用于蛋白质溶液的分离纯化。
基于上述,本论文的工作为分子印迹在蛋白质样品的分离提供了理论依据,并实现了简单样品的分离和纯化。随其发展,有望实现模板蛋白的富集作用。