血红蛋白的固定化及其过氧化物酶活性研究

摘要

酶催化反应和模拟酶的研究是“超分子化学”、“仿生化学”等热门课题的重要研究内容,酶催化聚合反应在合成特殊功能高分子材料方面有广泛应用前景。由于血红蛋白(Hb)与辣根过氧化物酶(HRP)具有相同的活性中心,本文研究了它的过氧化物酶活性。为了提高血红蛋白的利用率,我们研究了血红蛋白的固定化。
　　通过戊二醛与血红蛋白之间的交联制备了不同摩尔比的交联血红蛋白样品,用原子力显微镜研究了交联后血红蛋白尺寸的变化,随着戊二醛与血红蛋白摩尔比的增大,参与交联的Hb分子增多,分子尺寸增大;通过Trinder反应检测了它们的过氧化物酶活性,发现交联后血红蛋白的过氧化物酶活性比未交联的血红蛋白有一定程度的下降。用辐射法制备的聚乙烯醇-丙烯酸水凝胶包埋了血红蛋白,研究了聚乙烯醇聚合度、丙烯酸含量、辐照剂量对水凝胶的溶胀性能的影响。
　　设计合成了含纳米银的聚乙烯醇-丙烯酸水凝胶,并研究辐照还原过程中银的转化率,及水凝胶在水中银的缓释速度。同时研究了包埋后血红蛋白的过氧化物酶活性。用血红蛋白及固定化的血红蛋白在水相胶束溶液中选择性催化了邻苯二胺聚合,用红外、核磁、荧光、循环伏安法、GPC及X射线衍射等方法对聚合物的结构及性能进行了表征。热分析结果表明在胶束水溶液中用血红蛋白及交联血红蛋白催化合成的聚合物具有良好的耐热性能,在350℃时,重量依然保持在85％以上。用原子力显微镜观测在云母基片上的聚邻苯二胺形貌,聚合物颗粒分散均匀,在较小的范围下(625nm×625nm)观测,发现聚合物的粒径在100nm以下,这与我们用X射线衍射法计算出来的粒径相符。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 过氧化物酶

1.2 过氧化物模拟酶的研究状况

1.2.1 儿种类型的过氧化物模拟酶体系

1.2.2 过氧化物酶模拟的实现途径

1.3 酶的固定化研究进展

1.3.1 酶的固定化技术

1.3.2 不同固定化方法的联用

1.3.3 固定化酶方法及应用前景

1.4 纳米粒子与生物分子相互作用的研究进展

1.5 血红蛋白及其相关研究进展

1.5.1 血红蛋白与其它分子相互作用研究进展

1.5.2 血红蛋白分析检测研究进展

1.6 模板法酶促聚合研究进展

1.7 课题意义及目的

1.7.1 立项背景

1.7.2 研究目的及内容

第二章 实验部分

2.1 实验试剂及主要仪器

2.1.1 实验试剂

2.1.2 主要分析仪器

2.2 血红蛋白的交联及过氧化物酶活性测定

2.2.1 血红蛋白的过氧化物酶活性基础

2.2.2 血红蛋白的交联化

2.2.3 血红蛋白交联血红蛋白过氧化物酶活性测定

2.2.4 血红蛋白及交联血红蛋白的电化学性能

2.3 PVA-AAc水凝胶辐射合成及银与血红蛋白的包埋

2.3.1 聚乙烯醇水凝胶的设计制备

2.3.2 PVA/AAc水凝胶辐射制备

2.3.3 PVA-AAc-Ag水凝胶的制备

2.3.4 水凝胶溶胀性能的测定

2.3.5 PVA-AAc-Ag水凝胶形貌表征

2.4 水凝胶中银离子的转化

2.4.1 不同方案水凝胶样品的制备

2.4.2 水凝胶中银离子转化率的测定

2.5 水凝胶中银的释放

2.5.1 银释放速率测定

2.5.2 银的缓释对血红蛋白活性的影响

2.6 水凝胶包埋血红蛋白及其血红蛋白的活性研究

2.6.1 包埋血红蛋白的水凝胶样品的制备

2.6.2 包埋血红蛋白活性测定

2.7 邻苯二胺的聚合

2.7.1 邻苯二胺的提纯

2.7.2 聚邻苯二胺的合成

2.7.3 固相法和界面法合成聚邻苯二胺

2.7.4 聚合物及单体红外光谱分析

2.7.5 聚合物的核磁共振谱图

2.7.6 聚合物合成过程中的荧光发射光谱

2.7.7 聚合物的X射线衍射分析

2.7.8 不同方法合成的聚邻苯二胺的热分析

2.7.9 固载血红蛋白催化聚合反应

2.7.10 原子力显微镜观测聚合物的形貌

2.7.11 Hb催化邻苯二胺聚合过程的电化学研究

第三章 实验结果与讨论

3.1 血红蛋白的交联及过氧化物酶活性

3.1.1 交联血红蛋白的形貌及尺寸

3.1.2 血红蛋白及交联血红蛋白过氧化物活性测定

3.1.3 血红蛋白的及交联血红蛋白电化学性质研究

3.1.4 小结

3.2 水凝胶溶胀性能结果

3.2.1 吸水倍数

3.2.2 水凝胶的凝胶分数

3.2.3 辐照后的PVA/AAc凝胶平衡含水量

3.2.4 PVA-AAc-Ag水凝胶透射电镜图

3.2.5 小结

3.3 银转化率的测定

3.3.1 银离子含量相同时不同辐照剂量的银离子转化率

3.3.2 不同银离子含量在相同辐照剂量下银离子转化率

3.3.3 小结

3.4 水凝胶中银释放速率

3.4.1 相同型号不同质量的样品银释放速率

3.4.2 不同样品型号水凝胶的银释放速率

3.4.3 小结

3.5 水凝胶中银缓释对血红蛋白活性的影响

3.5.1 样品γ-4-21-100-100的银释放对血红蛋白活性的影响

3.5.2 样品γ-4-21-50-100的银释放对血红蛋白活性的影响

3.5.3 讨论

3.6 水凝胶中包埋的血红蛋白过氧化物酶活性

3.6.1 样品γ-21-400-200-1中血红蛋白的过氧化物酶活性

3.6.2 样品γ-21-600-200-1中血红蛋白的过氧化物酶活性

3.6.3 样品γ-21-1000-200-1中血红蛋白的过氧化物酶活性

3.6.4 小结

3.7 邻苯二胺聚合物的表征

3.7.1 邻苯二胺与聚邻苯二胺的红外谱图

3.7.2 聚合物的核磁共振谱图

3.7.3 聚合物合成过程中的荧光发射光谱

3.7.4 聚合物的X射线衍射结果

3.7.5 邻苯二胺聚合物的热分析

3.7.6 聚合物分子量

3.7.7 聚合物的形貌表征

3.7.8 Hb催化邻苯二胺聚合过程的电化学研究

3.7.9 小结

结论

参考文献

硕士期间发表论文

致谢