分子印迹新策略及其在金属离子和蛋白质印迹的应用研究

摘要

分子印迹技术（MIT）模拟自然界中酶与底物之间的相互作用，制备分子印迹聚合物（MIPs）对特定分子进行特异性识别。MIPs以其构效预定性、识别特异性和广泛适用性等三大特点广受关注，各种MIT的策略不断被发展和应用。本文选择两种分子印迹新策略——多模板印迹技术和刺激响应型印迹技术，针对印迹中比较困难的金属离子印迹和蛋白质印迹分别进行了探索，并提出了新思路。主要内容概述如下：
　　1.基于双硫腙螯合作用的多离子印迹材料的制备与应用
　　以Hg(II)、Cd(II)、Ni(II)和Cu(II)为复合模板，双硫腙为离子配体，3-氨丙基三乙氧基硅烷为辅助单体，借助溶胶凝胶技术制备了多离子印迹材料吸附剂（MIIPs）。从双硫腙配位和印迹技术等方面阐释了可能的机理。制备的MIIPs具有较高的吸附容量和快速的吸附动力学，其吸附过程符合郎格缪尔等温模型和拟二级动力学方程。选择性实验和抗干扰实验验证了材料对四种金属离子具有良好的选择性，同时能不受大量共存离子的影响。该MIIPs材料作为固相萃取吸附剂预富集海水中目标离子，其回收范围是94.7％–110.2％，对四种离子的方法检测限在6.0–22.5ng L-1之间。以多种金属离子作为复合模板，利用一种简单又相对普适的配体，高效的制备印迹吸附剂，能同时识别、富集和去除特定种类的离子，应用前景广阔。
　　2.温敏型分子印迹纳米传感器的制备与应用
　　以藻蓝蛋白为模板，通过自由基聚合，制备一种简单、灵巧的热敏型印迹纳米材料，借助TGA-GSH共修饰后的量子点对藻蓝蛋白进行高效特异识别和灵敏荧光检测，可以控制不同的温度对模板蛋白进行选择性控释。对该传感器进行了表征，对其温度响应、结合能力、选择性、分析性能和应用进行了系统地探究。结果显示，该传感器在0.01-1.8μM的藻蓝蛋白浓度范围有良好的线性关系，方法检测限为10.3nM。将最终制备的MIPs用于海水样品中，得到加标回收率为92.0％～106.8％，结果满意。本工作提供了一种温和、快速和智能的识别分析水样中痕量蛋白质的有效方法，丰富了蛋白质印迹和刺激响应型分子印迹的相关研究。

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第1章 绪论

1.1 分子印迹技术

1.1.1 概述

1.1.2 荧光纳米分析

1.1.3 基于分子印迹的荧光纳米传感分析

1.2 离子印迹技术

1.2.1 概述

1.2.2 基本原理

1.2.3 离子印迹技术优势

1.2.4 重金属离子印迹聚合物的应用

1.3 分子印迹新策略

1.3.1 多模板/单体印迹

1.3.2 刺激响应型分子印迹

1.3.3 表面印迹

1.3.4 其它印迹新策略

1.4 印迹技术的趋势与挑战

1.5 本文主要研究内容

第2章 基于双硫腙螯合作用的多离子印迹材料的制备及其同时去除Hg(II)、Cd(II)、Ni(II)和Cu(II)

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验材料和主要仪器

2.2.2 多离子印迹聚合物的制备

2.2.3 吸附实验

2.2.4 MIIPs的固相萃取实验

2.2.5 样品采集和处理

2.3 结果与讨论

2.3.1 MIIPs的制备过程和可能的机理

2.3.2 MIIPs的表征

2.3.3 MIIPs的吸附性能

2.3.4 MIIPs的选择性和抗干扰性

2.3.5 MIIPs的产率和可重复性

2.3.6 MIIPs固相萃取水样

第3章 温敏型分子印迹纳米传感器的制备及其荧光检测藻蓝蛋白

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验仪器

3.2.3 CdTe QDs的合成及表面修饰

3.2.4 温敏分子印迹传感器的制备

3.3 结果与讨论

3.3.1 印迹材料的制备和可能的机理

3.3.2 印迹材料的表征

3.3.3 印迹材料的温度响应

3.3.4 印迹材料的吸附性能

3.3.5 印迹材料的特异选择性

3.3.6 水样中的分析性能和应用

第4章 总结与展望

参考文献

硕士期间的研究成果及发表的论文

致谢