基于磁性納米粒子的蛋白質(zhì)印跡技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、分子印跡技術(shù)(molecularimprintedtechnology，MIT)是一種可獲得對模板分子具有特異識別性的高分子聚合物的制備技術(shù)。所得印跡聚合物與天然抗體相比，具有低成本、易合成、高穩(wěn)定性以及可重復(fù)使用等諸多優(yōu)點，因此引起了學者們的爭相研究。目前為止，以小分子（如中藥，金屬離子，氨基酸等）為模板的分子印跡技術(shù)已取得顯著進展。但是，關(guān)于蛋白質(zhì)等生物大分子的印跡技術(shù)則尚不成熟，發(fā)展相對緩慢。這主要是因為蛋白質(zhì)具有體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)

2、雜，構(gòu)象靈活等特性。
　　本研究以改性的四氧化三鐵納米顆粒為載體，采用表面印跡的方法合成了三種牛血紅蛋白分子印跡聚合物，分別考察了其吸附性能以及特異識別性能，并嘗試將識別性能良好的印跡聚合物應(yīng)用于實際樣品中。主要內(nèi)容如下:
　　(1)磁性牛血紅蛋白印跡聚合物的合成及其識別性能的研究
　　以丙烯酰胺和衣康酸為功能單體，利用表面分子印跡技術(shù)在雙鍵修飾的Fe3O4粒子上接枝了牛血紅蛋白印跡聚合物，并利用紅外光譜儀，熱重分析儀

3、，X射線衍射儀，場發(fā)射掃描電鏡，振動樣品磁強計等對制得的印跡聚合物的結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征?？疾炝伺浔葘τ谖搅康挠绊?，最終選出最佳配比:200mgFe3O4@MPS，32mgAM，0.544mgIA，32mgBHb進行后續(xù)的研究。實驗結(jié)果表明，最佳配比條件下合成的印跡聚合物的吸附容量為77.6mg/g，印跡因子為3.2～4.1，平衡吸附時間為2.5h，且對模板蛋白牛血紅蛋白(BHb)具有較高的選擇吸附性。另外，F(xiàn)e3O4@MIPs粒子的

4、飽和磁強度為32.35emug-1，在外加磁場作用下能被快速地從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來。所擬方法有望應(yīng)用于實際樣品中目標蛋白的選擇性分離。
　　(2)氨基修飾磁納米顆粒牛血紅蛋白印跡聚合物的合成及其識別性能的研究
　　以丙烯酰胺和衣康酸為功能單體，以氨基修飾的磁顆粒為載體合成牛血紅蛋白印跡聚合物，并研究了其吸附性能。實驗結(jié)果表明:聚合過程在印跡粒子表面上形成了具有一定選擇性的識別位點。印跡粒子的動力學平衡時間為5h，對模板蛋白的

5、飽和吸附容量可達176.2mg/g，非常可觀。選擇性吸附實驗結(jié)果顯示印跡粒子對牛血清蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)的吸附量較小，但對溶菌酶卻表現(xiàn)出了較高的吸附量，這主要是因為溶菌酶的等電點大于6.2，其表面帶正電荷，而印跡粒子表面帶負電，所以它們之間存在靜電引力;另外，溶菌酶的分子尺寸遠小于牛血紅蛋白的分子尺寸，這使得它可以很容易地擴散到印跡空穴中?；谏鲜鼋Y(jié)果，我們或許可將其應(yīng)用于等電點大于6.2的一系列蛋白質(zhì)的分離當中。

6、　　(3)基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法的磁性牛血紅蛋白印跡聚合物的合成及其識別性能的研究
　　以溫敏型單體N-異丙基丙烯酰胺以及蛋白質(zhì)印跡中常用的兩種單體——丙烯酰胺和α-甲基丙烯酸為功能單體，以修飾有引發(fā)劑的Fe3O4粒子為載體，在不同的pH條件下，即4.0，5.4，6.8，8.2，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成了磁性牛血紅蛋白印跡聚合物，并通過熱力學吸附實驗，動力學吸附實驗以及選擇性吸附實驗考察了最佳pH條件下合成的磁性粒子對于模板

7、蛋白的吸附性質(zhì)。實驗結(jié)果表明:pH=4.0的條件下合成的印跡粒子對BHb具有更好的吸附性能;平衡吸附實驗結(jié)果顯示，MIPs對BHb的吸附容量約為39.9mg/g，且其吸附過程符合朗格繆爾吸附模型，擬合結(jié)果表明MIPs的理論吸附容量為43.08mg/g。動力學吸附實驗顯示，MIPs在4h基本達到吸附平衡。選擇性吸附實驗結(jié)果表明，MIPs對于模板蛋白具有較高的選擇性吸附，IF為1.81。由此可見，本實驗中通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成的牛血紅