生物功能化微納米材料的制備與蛋白質(zhì)的親和分離.pdf

1、本文采用 SiO2、FeOOH及 Fe3O4三種微納米材料為載體,對其表面進(jìn)行生物功能化,并利用它們對谷胱甘肽 S-轉(zhuǎn)移酶(GST)及六聚組氨酸為標(biāo)簽的(His-tagged)蛋白進(jìn)行分離、純化,采用多種現(xiàn)代分析手段對所得樣品的形貌、結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了表征,并對其親和分離蛋白質(zhì)的能力進(jìn)行了研究。本論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)納米SiO2的制備和生物功能化及其在GST分離中的應(yīng)用
　　通過正硅酸乙酯(TEOS)的水

2、解制備了三種不同形貌的納米 SiO2(啞鈴形、纖維狀、鏈狀);考察了TEOS的加入方式、氨水濃度及TEOS濃度對樣品形貌的影響,并分析了其形成機(jī)理。進(jìn)而以球形納米 SiO2為載體,通過對其表面進(jìn)行氨基化、醛基化及生物功能化,制備了對 GST具有特異性吸附的SiO2-GSH納米微球;采用掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外可見分光光度計(UV-Vis)、熱重分析儀(TG)、十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析測定了SiO2

3、-GSH納米微球的形貌、結(jié)構(gòu)及分離蛋白質(zhì)的能力。結(jié)果表明,SiO2-GSH微球可用于GST的初步分離與純化。
　　(2)巰基SiO2納米微球的制備及其在GST分離中的應(yīng)用
　　采用巰基丙基三甲氧基硅烷(MPS)一步水解法制備了表面帶有巰基(―SH)的SiO2納米微球(nSiO2-SH),探討了水醇比、反應(yīng)溫度、MPS初始濃度及反應(yīng)時間對nSiO2-SH形貌的影響,并分析了反應(yīng)機(jī)理;采用二硫代二硝基苯甲酸法(DTNB法)和X-

4、射線光電子能譜儀(XPS)定量檢測了微球表面的―SH含量,發(fā)現(xiàn)微球表面的―SH含量與反應(yīng)條件密切相關(guān)。進(jìn)而利用 nSiO2-SH微球與還原型谷胱甘肽(GSH)中的―SH反應(yīng)生成雙硫鍵(―S―S―),在nSiO2-SH微球表面鍵合GSH分子,得到生物功能化的納米SiO2微球(nSiO2-GSH);利用SEM、TEM、FT-IR分析了nSiO2-GSH微球的表面形貌、尺寸、化學(xué)結(jié)構(gòu),利用熱重分析測定了其熱穩(wěn)定性;并利用SDS-PAGE檢測了

5、樣品對 GST的分離效果。結(jié)果表明,nSiO2-GSH微球能從混合蛋白中特異性地分離GST,這種微球可望用于以GST為標(biāo)簽的融合蛋白的分離、純化及檢測。
　　(3)花瓣狀FeOOH/Cys的合成及其在His-tagged蛋白分離純化中的應(yīng)用
　　采用一步法制備了L-半胱氨酸(L-Cys)功能化的FeOOH/Cys微納米復(fù)合材料,將其吸附Ni2+后用于分離His-tagged融合蛋白;考察了FeOOH/Cys的初始質(zhì)量和細(xì)胞裂

6、解液的初始體積等對目標(biāo)蛋白分離效果的影響。結(jié)果表明,FeOOH/Cys微納米復(fù)合材料對His-tagged融合蛋白具有良好的分離作用,對His-tagged OST1蛋白的最大吸附量為88.0μg/mg;且其經(jīng)4次再生后仍能有效地分離目標(biāo)蛋白。
　　(4)Fe3O4/Cys納米微球的制備及其在His-tagged蛋白分離純化中的應(yīng)用
　　利用一步溶劑熱法制備了L-Cys功能化的Fe3O4磁性納米微球(Fe3O4/Cys),