血红蛋白分子印迹聚合物的制备及性能研究

摘要

蛋白质分子的分离纯化一直是蛋白质组学研究的重点内容，因其种类繁多，特性各异，使蛋白质的分离纯化变得很难。分子印迹聚合物以其操作简便、可人为设计、价格低廉以及具有识别模板分子特异性，为蛋白质的分离纯化开拓了新的方法。离子液体作为一种绿色溶剂，对蛋白质无毒性，有很好的生物相容性。本文将离子液体的优良性能和分子印迹技术结合起来，制备了一种特异吸附血红蛋白的分子印迹聚合物。
　　本实验采用的是本体聚合的方法来制备分子印迹聚合物，反应体系是pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液，血红蛋白(Hb)为模板分子，丙烯酰胺(AAM)和1-乙烯基-3-丙基咪唑磺酸盐离子液体(ViProIm+SO3-)为功能单体，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)引发聚合，合成了离子液体为功能单体的分子印迹聚合物(Hb-MIP)。对离子液体添加种类、ViProIm+SO3-添加量、反应溶剂量进行了优化;对离子液体的结构、分子印迹聚合物的形态及结构进行了红外光谱、核磁等一系列表征;对聚合物的吸附性能进行了研究，包括聚合物的吸附动力学、吸附平衡、吸附热力学以及对Hb的特异识别性能和稳定性。
　　结果显示，添加ViProIm+SO3-作为功能单体，合成溶剂量为7 mL，添加摩尔比ViProIm+SO3-/AAM为1/10的离子液体时，Hb-MIP的性能最好，印迹因子(α)最高，为2.01;吸附过程中，随着吸附溶液pH值的增加，聚合物对Hb的吸附量以及α变化趋势都是先升高后降低;吸附动力学和吸附平衡实验表明:Hb-MIP对Hb的吸附速率较快，吸附2h达到平衡吸附量的82％，12h小时以后，吸附达到基本平衡。Hb-MIP最大吸附容量Qmax为176.0 mg g-1，其吸附曲线符合Langmuir吸附模型;以牛血清白蛋白(BSA)、溶菌酶(Lyz)、细胞色素C(Cyt c)为竞争蛋白，考察了Hb-MIP的识别能力，结果表明，合成的Hb-MIP不仅有较高的吸附容量，α也是最高的，说明Hb-MIP能特异吸附Hb。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 蛋白质概述

1．1．1 蛋白质的基本组成单位

1．1．2 多肽链

1．1．3 蛋白质的结构

1．1．4 蛋白质的分离纯化

1．2 分子印迹技术与分子印迹聚合物

1．2．1 分子印迹技术的概况

1．2．2 分子印迹的基本原理

1．2．3 分子印迹聚合物识别机理

1．2．4 分子印迹聚合物识别性能的表征

1．3 蛋白质分子印迹聚合物

1．3．1 蛋白质分子印迹聚合物制备方法

1．3．2 蛋白质分子印迹技术的应用

1．3．3 蛋白质印迹技术的发展前景

1．4 离子液体

1．4．1 离子液体概述

1．4．2 离子液体的结构

1．4．3 离子液体的合成

1．4．4 离子液体在蛋白质研究中的应用

1．5 本论文的内容及意义

2 材料与方法

2．1 化学试剂及原料

2．2 实验仪器及设备

2．3 实验方法

2．3．1 实验所用主要溶液的配制

2．3．2 乙烯基咪唑类离子液体功能单体的合成

2．3．3 乙烯基咪唑类离子液体功能单体的表征

2．3．4 牛血红蛋白分子印迹、非印迹聚合物的制备

2．3．5 血红蛋白分子印迹、非印迹聚合物的表征

2．3．6 分子印迹聚合物对Hb的吸附性能和选择识别性能的研究

3 结果与讨论

3．1 ViProIm+SO3-和ViBuIm+SO3-的合成与表征

3．1．1 傅立叶红外光谱特征分析

3．1．2 核磁共振谱图分析

3．2 血红蛋白分子印迹聚合物的聚合反应过程

3．3 血红蛋白分子印迹、非印迹聚合物的合成与表征

3．3．1 影响聚合物合成与吸附性能的因素

3．3．2 聚合物的表征

3．4 聚合物对Hb的吸附性能和选择识别性能的研究

3．4．1 紫外-可见分光光度计测定条件的确定

3．4．2 蛋白质标准曲线的绘制

3．4．3 缓冲液pH值对聚合物吸附性能的影响

3．4．4 Hb-MIP的吸附热力学实验

3．4．5 吸附动力学实验

3．4．6 吸附平衡实验

3．4．7 Hb-MIP的选择性吸附实验

3．5 血红蛋白分子印迹聚合物的稳定性

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢