水相沉淀聚合法合成带有界面二硫键的核-壳结构蛋白质印迹纳米粒子

摘要

分子印迹是通过聚合过程，将模板分子与功能单体之间的相互作用固定，制备对目标分子具有特异识别作用的分子印迹聚合物（Molecularly Imprinting Polymer, MIP）的过程。MIPs具有特异性识别作用，可以比拟抗原与抗体、酶与底物、受体与激素等天然的分子识别系统，并且具有稳定性高、使用寿命长等特点。 以蛋白质为模板制备分子印迹聚合物时，由于蛋白质体积大、构象复杂、在水中与单体的相互作用力减弱等特点，使蛋白质印迹面临传质阻力大、吸附性能低等挑战。以纳米颗粒为载体，通过表面蛋白质印迹方法，形成核-壳结构的表面蛋白质印迹聚合物，可有效降低蛋白质传质阻力，而且提高吸附性能，受到广泛关注。先前，本课题组提出采用一种仅含质子受体的温敏性聚合物单体的水相沉淀聚合，在SiO2纳米粒子载体表面接枝温敏蛋白质印迹壳层。 蛋白质MIPs欲付诸应用，往往需要引入其它的功能，即多功能化，比如用于分析检测时将分子识别过程转化为荧光等信号。多功能化的关键是不能破坏已形成的印迹位点。日本学者成功地基于功能单体的设计，提出了印迹位点导向引入荧光基团的印迹后功能化方法，但不足在于功能单体的合成涉及多步骤繁琐的有机反应。对于在蛋白质印迹纳米载体表面修饰多功能基团未曾报道。 在前面研究的基础上，我们提出一种新的载体修饰方法，结合水相沉淀聚合法温敏性的优势，制备含有多功能基团的蛋白质印迹聚合物。 我们采用新的修饰载体的方法，首先，在载体表面引入可聚合的双键和环氧基团 ( SiO2-MPS/GPTMS ),然后，胱胺盐酸盐与环氧作用，在硅球表面引入二硫键和氨基 ( SiO2-S-S-NH2 ),最后，丁二酸酐与氨基作用，为载体引入富集模板的羧基 (SiO2-S-S-COOH )。 以SiO2-S-S-COOH为载体，以温敏性单体MEO2MA为印迹主单体，形成的聚合物链之间存在着很强的疏水相互作用，与化学交联剂一起，使蛋白质印迹位点稳定性大大增强。 通过测定Zeta电势和载体球吸附，我们检验了纳米粒子的每一个修饰步骤。电势的变化与吸附性能的变化相互印证，表明二硫键成功引入纳米粒子表面。 对于界面二硫键的应用，我们提出把二硫键还原为巯基，通过巯基-烯烃高效点击的方法，在Lyz-MIP中引入荧光素，把聚合物吸附信号转化为荧光响应信号，得到一条与等温线相对应的荧光响应性曲线。 我们首先先用DTT还原Lyz-MIP，然后，通过巯基-烯烃点击的方法，引入制备好的双键荧光单体。 使用荧光仪F-4600测试了MIP-F的荧光响应性，得到的MIP-F响应曲线和NIP-F响应曲线几乎重合，分析原因可能是吸附在MIP-F、NIP-F表面的荧光素没有洗干净。

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