蛋白质印迹软湿凝胶聚合物微球的研究

摘要

以蛋白质为模板得到的分子印迹聚合物可以用作抗体,酶或天然生物结构的替代物以及细胞支架材料,在生物技术和医学等方面显示出广阔的应用前景.本工作针对当前蛋白质印迹的特点和难点,设计并制备了蛋白质印迹软湿凝胶聚合物微球(Protein-IPGBs),并研究了Protein-IPGBs的吸附以及识别性能,考察了影响蛋白质印迹软湿凝胶聚合物吸附及识别性能的各种因素,并对其印迹和识别机理进行了分析. 工作中首先以丙烯酰胺(AM)和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BisAM)为聚合物母体材料,以多种蛋白质为模板分子,采用反相悬浮聚合法制备了Protein-IPGBs.制备的Protein-IPGBs湿态时表面具有宏观可见且分布均匀的大孔结构,这些大孔结构有利于体积庞大的蛋白质分子的传质.吸附试验结果表明BSA-IPGBs吸附容量是非印迹微球的4倍多,表明BSA印迹微球具有较高的吸附选择性和识别性能.我们认为这种特异识别性能是通过印迹孔穴与模板蛋白质形状互补及由此产生的多氢键结合实现的.本文还研究了模板蛋白质类型、交联度、反应温度、模板加入量对印迹凝胶微球吸附容量和印迹效率的影响. 工作中进一步以高交联度的PAM凝胶微球为种子,采用反相种子悬浮聚合法制备了Protein-IPGBs.结果表明:在加入更少量的模板蛋白质的情况下,可以得到与直接包埋法制备的印迹凝胶微球同等的印迹效果；相对反相悬浮聚合法制备的凝胶微球,所制备的Protein-IPGBs的再生性能有了很大的改善,而且印迹凝胶微球达到吸附平衡的时间缩短. 此外,通过共聚含羧酸基团的甲基丙烯酸(MAA),引入了可以与模板蛋白质产生静电作用的官能团.结果表明:MAA的加入提高了BSA-IPGBs的吸附容量；同时也发现相对未加MAA的BSA-IPGBs其印迹效率有一定程度的下降. 研究中发现当蛋白质溶液Zeta电位与印迹聚合物凝胶微球表面Zeta电位相匹配时,可以得到比较好的印迹效果.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1分子印迹技术与分子印迹聚合物

1.1.1引言

1.1.2分子印迹识别原理

1.1.3分子印迹技术热力学及动力学

1.1.4分子印迹聚合物与模板分子的结合作用

1.1.5分子印迹聚合物的构成

1.1.6分子印迹聚合物微球的制备方法

1.1.7分子印迹聚合物识别性能的表征

1.1.8分子印迹聚合物的应用

1.2高分子水凝胶

1.2.1高分子水凝胶的制备方法

1.2.2水凝胶网络结构

1.2.3水凝胶的性质

1.3蛋白质分子印迹聚合物

1.3.1蛋白质基本特性

1.3.2蛋白质分子印迹聚合物的制备

1.3.3蛋白质分子印迹技术存在的问题

1.4课题的提出和拟研究的内容

第二章反相悬浮聚合法聚丙烯酰胺软湿凝胶微球的制备研究

2.1前言

2.2试验部分

2.2.1原料及规格

2.2.2仪器及型号

2.2.3聚丙烯酰胺软湿凝胶微球的制备

2.2.4分析测试

2.3结果与讨论

2.3.1 PAM凝胶微球的形态

2.3.2反相悬浮聚合体系稳定性及其影响因素

2.3.3交联度的影响

2.4结论

第三章牛血清白蛋白印迹软湿凝胶聚合物微球的制备及其性能研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1原料及规格

3.2.2仪器及型号

3.2.3 BSA印迹软湿凝胶聚合物微球(BSA-IPGBs)的制备

3.2.4吸附性能和识别性能的测定

3.2.5分析测试方法

3.3结果与讨论

3.3.1模板蛋白质—牛血清白蛋白(BSA)的基本性质

3.3.2 BSA印迹凝胶微球形态

3.3.3蛋白质与PAM凝胶相互作用

3.3.4 BSA印迹凝胶微球的吸附行为

3.3.5影响BSA—IPGBs印迹效率及其吸附性能的因素

3.3.6分子识别性能

3.3.7 BSA印迹软湿凝胶微球的再生性能

3.4结论

第四章其他类型蛋白质印迹软湿凝胶聚合物微球的制备及其性能研究

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1原料及规格

4.2.2仪器及型号

4.2.3软湿凝胶微球的制备

4.2.4吸附性能的测定

4.2.5识别性能的测定

4.3结果与讨论

4.3.1溶菌酶印迹凝胶微球

4.3.2 α乳白蛋白印迹凝胶微球

4.3.3牛血清γ球蛋白印迹凝胶微球

4.3.4双模板蛋白质印迹凝胶微球

4.3.5分子印迹机理分析

4.4结论

第五章反相种子悬浮聚合法蛋白质印迹软湿凝胶聚合物微球的制备及其性能研究

5.1前言

5.2试验部分

5.2.1原料及规格

5.2.2仪器及型号

5.2.3反相种子悬浮聚合法蛋白质印迹凝胶微球的制备

5.2.4吸附及识别性能测定

5.2.5分析测试方法

5.3结果与讨论

5.3.1种球的粒子形态

5.3.2蛋白质印迹凝胶微球的形态

5.3.3壳单体加入量对凝胶微球表面形态的影响

5.3.4吸附性能

5.3.5 IPGBs的分子识别性能

5.3.6 IPGBs的再生性能

5.4结论：

第六章含羧酸基的蛋白质印迹软湿凝胶聚合物微球的制备及其性能研究

6.1前言

6.2实验部分

6.2.1原料及规格

6.2.2仪器及型号

6.2.3软湿凝胶微球的制备

6.2.4吸附和识别性能的测定

6.2.5分析测试方法

6.3结果与讨论

6.3.1印迹凝胶微球的制备及粒子形态

6.3.2 BSA印迹凝胶微球的吸附和识别性能

6.3.3 Lyz印迹凝胶微球的吸附和识别性能

6.4结论

全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢