高結(jié)合容量表面蛋白質(zhì)印跡納米粒子的合成.pdf

1、分子印跡技術(shù)是指以目標(biāo)分子為模板制備對(duì)其有特異識(shí)別作用聚合物的技術(shù)，得到的分子印跡聚合物(molecularly imprinted polymers，MIPs)具有制備成本低、可重復(fù)利用、物理化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。以蛋白質(zhì)為模板的分子印跡聚合物具有類似于天然抗體或受體的高特異識(shí)別作用，因而在生物傳感、靶向給藥和醫(yī)療診斷方面有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，蛋白質(zhì)分子的分子量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且對(duì)溫度、溶劑及溶液酸堿性等因素敏感，這樣使其在交聯(lián)聚合

2、物網(wǎng)絡(luò)中的傳質(zhì)阻力大，制備蛋白質(zhì)印跡聚合物時(shí)模板難以徹底去除，而使用時(shí)吸附動(dòng)力學(xué)慢;另一方面，在必要的水相合成條件下，蛋白質(zhì)與功能單體的相互作用弱，導(dǎo)致選擇性和結(jié)合容量等印跡性能不理想。針對(duì)這些問(wèn)題，研究人員提出了多種解決辦法，其中以納米粒子為載體的表面印跡是一種比較有效的方法。我們課題組之前提出了一種表面蛋白質(zhì)印跡新方法，其原理是基于稀單體溶液中納米粒子表面的接枝共聚反應(yīng)，印跡效果較好，但是吸附容量還有待提高。近來(lái)我們又報(bào)道了一種核-

3、殼結(jié)構(gòu)的磁性殼聚糖(chitosan，CS)亞微球(Fe3O4@PAA/CS)，其外表面為富含氨基和羥基的CS鏈;若在其表面引入可與模板蛋白質(zhì)作用的功能基團(tuán)，再接枝蛋白質(zhì)印跡殼層，可望提高表面印跡性能（包括結(jié)合容量）。為此，本文以溶菌酶(Lyz)為模型蛋白質(zhì)模板，研究這一表面蛋白質(zhì)印跡方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1) Fe3O4@PAA/CS磁性粒子的制備及表面功能化
　　首先采用溶劑熱法制備了表面富含羧基的球形Fe3O

4、4納米粒子簇(magnetitecolloid nanocrystal clusters，MCNCs)，將其分散在含丙烯酸(AA)和N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)交聯(lián)劑的CS水溶液中進(jìn)行自組裝，引發(fā)聚合后在其表面包裹半互貫結(jié)構(gòu)的PAA/CS聚電解質(zhì)殼層，殼層的外表面為CS鏈。將所得核-殼粒子與馬來(lái)酸酐反應(yīng)，在其表面引入可聚合雙鍵及可與Lyz進(jìn)行靜電作用的羧基。利用XRD、TEM、TGA、FTIR、VSM等方法對(duì)相應(yīng)的粒子分別進(jìn)行了

5、表征。結(jié)果表明:MCNCs粒徑均勻，平均粒徑約200 nm，具有超順磁性并有較高的飽和磁化強(qiáng)度(49.1 emu/g);通過(guò)水相聚合反應(yīng)可在MCNCs表面成功地包裹PAA/CS殼層，進(jìn)一步經(jīng)馬來(lái)酸酐修飾后復(fù)合粒子(Fe3O4@PAA/CS-COOH)的表面電勢(shì)顯著下降，水分散性明顯改善。
　　(2) Lyz表面印跡粒子的合成及其識(shí)別性能
　　以Fe3O4@PAA/CS-COOH粒子為載體，以Lyz為模板，采用稀單體溶液中納米

6、粒子表面的接枝共聚法合成了磁性Lyz印跡粒子，著重考察了聚合體系中的交聯(lián)單體的比例對(duì)印跡性能的影響。吸附實(shí)驗(yàn)表明交聯(lián)度對(duì)印跡性能有顯著的影響，40％時(shí)印跡效果最好。還考察了溶液pH值和NaCl濃度等對(duì)Lyz吸附行為的影響，當(dāng)pH為7.0、NaCl濃度為零時(shí)印跡效果最佳。測(cè)定了印跡及非印跡粒子對(duì)Lyz的吸附等溫線，均可用Langmuir模型描述;印跡粒子的飽和吸附容量達(dá)127 mg/g，相比于先前的相關(guān)研究有很大的提高，這可歸因于作為載體