磁性納米材料載體表面蛋白質(zhì)印跡聚合物的制備及識(shí)別性能研究.pdf

1、近年來(lái)，分子印跡技術(shù)(Molecular imprinting technique，MIT)因具有結(jié)構(gòu)預(yù)定性、特異識(shí)別性及廣泛適用性的特點(diǎn)而備受關(guān)注，其在小分子領(lǐng)域的研究已趨于成熟。而對(duì)于蛋白質(zhì)等生物大分子而言，分子印跡技術(shù)因受蛋白質(zhì)本身理化性質(zhì)（如體積、構(gòu)象靈活、水溶性）的限制，發(fā)展比較緩慢，尚不成熟。本論文以牛血紅蛋白為模板分子，利用表面分子印跡技術(shù)合成了三種類(lèi)型的分子印跡聚合物(molecularly imprinted poly

2、mer，MIP)，并對(duì)其蛋白質(zhì)識(shí)別和分離性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要內(nèi)容如下:
　　(1)基于磁性石墨烯復(fù)合納米材料為載體的表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究
　　以磁性Fe3O4-石墨烯(Fe3O4@G)復(fù)合材料為載體，丙烯酰胺(AAm)為功能單體，利用表面分子印跡技術(shù)制備了磁性牛血紅蛋白(BHb)分子印跡聚合物(Fe3O4@G-MIP)，并利用紅外光譜儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、透射電鏡、拉曼光譜儀、X射線(xiàn)衍射

3、儀等對(duì)所得分子印跡聚合物進(jìn)行了表征。結(jié)合十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝膠電泳技術(shù)考察了印跡聚合物對(duì)目標(biāo)分子的吸附性能及特異性選擇性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，印跡聚合物對(duì)模板蛋白BHb的平衡吸附濃度為1.2 mg/mL，理論最大吸附容量為186.73 mg/g，印跡因子為1.96，平衡吸附時(shí)間為21h。SDS-PAGE分析結(jié)果顯示，制備的印跡聚合物對(duì)目標(biāo)蛋白BHb具有較好的吸附選擇性。
　　(2)基于雙鍵修飾的磁性納米粒子

4、為載體的表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究
　　以丙烯酸雙鍵改性的磁性Fe3O4納米粒子(Fe3O4@AA)為載體，α-甲基丙烯酸(MAA)和衣康酸(IA)為功能單體，結(jié)合表面分子印跡技術(shù)和磁性納米材料的優(yōu)勢(shì)，制備了牛血紅蛋白分子印跡聚合物(MIP-Fe3O4@AA)。聚合物制備過(guò)程包括Fe3O4納米粒子的表面修飾和印跡層的合成?？疾炝薎A和MAA不同質(zhì)量比對(duì)印跡效果的影響。系列吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)IA和MA

5、A的質(zhì)量比為1∶7時(shí)印跡效果最好，所制備的MIP-Fe3O4@AA對(duì)模板蛋白的熱力學(xué)吸附平衡濃度為1.0 mg/mL，理論最大吸附容量為117.27 mg/mL，印跡因子為4.43，對(duì)模板蛋白顯示了很好的吸附性能和特異性選擇性能。在重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)中，將所得MIP-Fe3O4@AA循環(huán)使用至少5次后，其吸附量才有所降低，說(shuō)明所制備的MIP-Fe3O4@AA穩(wěn)定性很好，在實(shí)際應(yīng)用中可以重復(fù)使用。
　　(3)基于溫敏型表面分子印跡聚合物的

6、制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別和分離研究
　　以丙烯酸雙鍵改性的磁性Fe3O4納米粒子(Fe3O4@AA)為載體，以牛血紅蛋白BHb為模板，α-甲基丙烯酸為功能單體，引入N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)為熱敏性單體，在33.5℃條件下制備了溫敏型表面分子印跡聚合物(TR-MIP-Fe3O4@AA)。考察了不同pH聚合條件對(duì)印跡效果的影響。結(jié)果表明，在中性(pH=7.00)條件下所得TR-MIP-Fe3O4@AA對(duì)模板蛋白的印跡效果最

7、好。同時(shí)對(duì)TR-MIP-Fe3O4@AA的溫敏性能、吸附性能及特異性選擇性能進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所得TR-MIP-Fe3O4@AA對(duì)環(huán)境溫度變化有一定的敏感性，在33.5℃條件下，TR-MIP-Fe3O4@AA對(duì)BHb有最大吸附容量和較高的印跡因子;其動(dòng)力學(xué)吸附平衡時(shí)間為12 h，熱力學(xué)吸附平衡濃度為1.6mg/mL。單一選擇性實(shí)驗(yàn)顯示，TR-MIP-Fe3O4@AA可選擇性結(jié)合模板蛋白BHb，印跡因子高達(dá)6.39，遠(yuǎn)高于其