磁性納米材料載體表面蛋白質(zhì)印跡聚合物的制備及識別性能研究.pdf

1、近年來，分子印跡技術(shù)(Molecular imprinting technique，MIT)因具有結(jié)構(gòu)預(yù)定性、特異識別性及廣泛適用性的特點而備受關(guān)注，其在小分子領(lǐng)域的研究已趨于成熟。而對于蛋白質(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)合成了三種類型的分子印跡聚合物(molecularly imprinted poly

2、mer，MIP)，并對其蛋白質(zhì)識別和分離性能進(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牛血紅蛋白的識別與分離研究
　　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、場發(fā)射掃描電鏡、透射電鏡、拉曼光譜儀、X射線衍射

3、儀等對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目標(biāo)分子的吸附性能及特異性選擇性能。實驗結(jié)果表明，印跡聚合物對模板蛋白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，平衡吸附時間為21h。SDS-PAGE分析結(jié)果顯示，制備的印跡聚合物對目標(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牛血紅蛋白的識別與分離研究
　　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，制備了牛血紅蛋白分子印跡聚合物(MIP-Fe3O4@AA)。聚合物制備過程包括Fe3O4納米粒子的表面修飾和印跡層的合成。考察了IA和MAA不同質(zhì)量比對印跡效果的影響。系列吸附實驗結(jié)果表明，當(dāng)IA和MA

5、A的質(zhì)量比為1∶7時印跡效果最好，所制備的MIP-Fe3O4@AA對模板蛋白的熱力學(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)利用實驗中，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，說明所制備的MIP-Fe3O4@AA穩(wěn)定性很好，在實際應(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、制備及其對牛血紅蛋白的識別和分離研究
　　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)?？疾炝瞬煌琾H聚合條件對印跡效果的影響。結(jié)果表明，在中性(pH=7.00)條件下所得TR-MIP-Fe3O4@AA對模板蛋白的印跡效果最

7、好。同時對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。實驗結(jié)果表明，所得TR-MIP-Fe3O4@AA對環(huán)境溫度變化有一定的敏感性，在33.5℃條件下，TR-MIP-Fe3O4@AA對BHb有最大吸附容量和較高的印跡因子;其動力學(xué)吸附平衡時間為12 h，熱力學(xué)吸附平衡濃度為1.6mg/mL。單一選擇性實驗顯示，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