本文關(guān)鍵詞： 磁納米粒子 陽(yáng)離子聚電解質(zhì) 離子強(qiáng)度 蛋白質(zhì)吸附　出處：《華東理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：蛋白質(zhì)在固體表面的吸附是當(dāng)代生物技術(shù)、材料及化工領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。由于蛋白質(zhì)表面同時(shí)分布有正負(fù)電荷,理論上蛋白質(zhì)可以吸附在任何帶電的表面,聚電解質(zhì)修飾的納米粒子可以通過(guò)靜電作用,疏水作用,氫鍵等選擇性吸附蛋白質(zhì),因而在蛋白質(zhì)的分離純化、體內(nèi)生物監(jiān)測(cè)和體外生物傳感器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。本文分別采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合和細(xì)乳液聚合的方法,制備了表面接枝聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨)(PMATAC)的磁性球刷和包裹在苯乙烯微球里表面接枝聚(2-氨基乙基酯鹽酸鹽)的磁性聚電解質(zhì)刷,研究了pH和鹽濃度對(duì)蛋白質(zhì)與上述磁刷相互作用的影響以及磁刷與不同蛋白質(zhì)作用的差別,主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)采用共沉淀法制得油酸修飾的磁性納米粒子,然后以硅烷偶聯(lián)劑作為ATRP引發(fā)劑,通過(guò)配體交換和縮聚法穩(wěn)定地結(jié)合在磁性納米粒子表面,在CuBr/bpy(2,2-聯(lián)吡啶)催化體系下,成功制備了表面接枝陽(yáng)離子聚電解質(zhì)的磁性納米粒子,TEM顯示合成的磁性球刷具有較好的形貌和大小均一性,動(dòng)態(tài)光散射表明接枝的聚電解質(zhì)鏈的長(zhǎng)度為20 nm左右,在水溶液中具有很好的分散性,通過(guò)磁分離,透析一系列純化處理后,ICP表明殘留的銅離子含量在0.92 ppb,去除量達(dá)到99%以上。(2)以p-乳球蛋白(BLG)作為模型蛋白研究了其與PMATAC-Fe3O4磁刷的相互作用。結(jié)合濁度滴定,動(dòng)態(tài)光散射的研究方法,定性研究了蛋白質(zhì)與PMATAC-Fe3O4磁刷作用隨pH和鹽濃度的變化,還采用等溫滴定量熱法定量研究了不同離子強(qiáng)度下兩者相互作用的熱力學(xué)參數(shù)和吸附量,研究表明其形成復(fù)合物的臨界pH值(pHc)隨鹽濃度的增加呈現(xiàn)先增后減的非線性變化,從蛋白質(zhì)電荷補(bǔ)丁和納米粒子電荷密度的角度分析了鹽濃度對(duì)其相互作用的影響。(3)以牛血清蛋白(BSA)為模型蛋白研究了其與PMATAC-Fe3O4磁刷的相互作用。并比較了其與BLG的作用區(qū)別,研究發(fā)現(xiàn)由于兩種蛋白質(zhì)的表面電荷分布不同,吸附效果受pH和鹽濃度的影響程度差別顯著,p-乳球蛋白的電荷分布較集中,所以在實(shí)驗(yàn)條件下(相同鹽濃度)都要優(yōu)先作用于牛血清蛋白。這使得利用PMATAC-Fe3O4磁刷分離不同蛋白質(zhì)提供了可能性。(4)采用細(xì)乳液聚合和光乳液聚合相結(jié)合的方法制備了聚(2-氨基乙基酯鹽酸鹽)修飾的磁性球刷,由于磁納米粒子以聚集體的形式包裹在苯乙烯微球里,與單個(gè)的磁納米粒子相比,磁響應(yīng)更明顯,TGA結(jié)果顯示磁含量為8%左右,聚電解質(zhì)鏈長(zhǎng)30 nm左右,以牛血清蛋白(BSA)為模型蛋白,通過(guò)調(diào)節(jié)pH與鹽濃度能控制牛血清蛋白(BSA)在刷層間的吸附和脫附,高離子強(qiáng)度下不利于蛋白質(zhì)的吸附和磁性陽(yáng)離子聚電解質(zhì)刷的穩(wěn)定性。與不含磁納米粒子的聚電解質(zhì)刷相比,引入磁納米粒子后的聚電解質(zhì)刷具有了磁分離的功能。
[Abstract]:The adsorption of protein on solid surface is the research focus in the field of biotechnology, materials and chemical engineering. Because of the distribution of positive and negative charges on the surface of protein, protein can be adsorbed on any charged surface in theory. Polyelectrolyte modified nanoparticles can be selectively adsorbed by electrostatic action, hydrophobic action, hydrogen bond and so on, so they can be separated and purified. In vivo biosensor and in vitro biosensor have broad application prospects. Atom transfer radical polymerization and microemulsion polymerization are used in this paper. The surface grafted poly (methacryloxy ethyl trimethylammonium chloride) magnetic brushes and encapsulated poly (2-aminoethyl ester) hydrochloride on the surface of styrene microspheres were prepared. The magnetic polyelectrolyte brush. The effects of pH and salt concentration on the interaction of protein with the above mentioned magnetic brushes and the differences between the magnetic brushes and different proteins were studied. The main research contents are as follows: (1) oleic acid modified magnetic nanoparticles were prepared by coprecipitation method and then silane coupling agent was used as ATRP initiator. By ligand exchange and Polycondensation, the magnetic nanoparticles were stably bonded to the surface in CuBr-bpy-2-bipyridine catalyst system. The surface grafted cationic polyelectrolyte magnetic nanocrystalline particles (TEM) showed that the synthesized spheroidal brushes had good morphology and uniform size. Dynamic light scattering showed that the length of the graft polyelectrolyte chain was about 20 nm, and it had good dispersion in aqueous solution. After magnetic separation and dialysis, a series of purification treatment was carried out. ICP showed that the residual copper ion content was 0.92 ppb. The interaction with PMATAC-Fe3O4 magnetic brush was studied by using plactoglobulin (BLG) as the model protein, and the turbidity titration was combined. The dynamic light scattering (DLS) method was used to qualitatively study the interaction between protein and PMATAC-Fe3O4 with pH and salt concentration. The thermodynamic parameters and adsorption capacity of the two interactions under different ionic intensities were also quantitatively studied by isothermal drop quantitative calorimetry. The results show that the critical pH value of the complex increases firstly and then decreases with the increase of salt concentration. The effect of salt concentration on protein charge patch and charge density of nanoparticles was analyzed by using bovine serum protein (BSA). The interaction between the model protein and the PMATAC-Fe3O4 brush was studied and the difference between the model protein and BLG was compared. It was found that the surface charge distribution of the two proteins was different, the adsorption effect was influenced by pH and salt concentration, and the charge distribution of p-lactoglobulin was more concentrated. Therefore, under the experimental conditions (the same salt concentration), the bovine serum protein should be preferentially acted on. This makes it possible to separate different proteins by using PMATAC-Fe3O4 magnetic brushes. The magnetic sphere brush modified by poly (2-aminoethyl ester) hydrochloride was prepared by the combination of fine emulsion polymerization and photoemulsion polymerization. Because the magnetic nanoparticles are encapsulated in styrene microspheres in the form of aggregates, the magnetic response is more obvious than that of single magnetic nanoparticles. The results show that the magnetic content is about 8%. The adsorption and desorption of bovine serum protein (BSA) between brushes can be controlled by adjusting pH and salt concentration. High ionic strength is not conducive to protein adsorption and stability of magnetic cationic polyelectrolyte brushes compared with polyelectrolyte brushes without magnetic nanoparticles. The polyelectrolyte brush with magnetic nanoparticles has the function of magnetic separation.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1;O631

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本文編號(hào)：1468500