本文選題：溫度敏感材料　切入點(diǎn)：溫度敏感色譜　出處：《北京理工大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：許多具有重要功能的生物分子豐度低,難分離,易分解,給生命科學(xué)的研究帶來(lái)了困難。色譜方法在生物分子的分離,富集等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是傳統(tǒng)的色譜材料不僅在富集時(shí)需要有機(jī)溶劑,高pH,高濃度鹽,甚至加入競(jìng)爭(zhēng)抑制劑的流動(dòng)相會(huì)導(dǎo)致生物分子的失活,而且整個(gè)過(guò)程比較繁瑣。所以在能夠保持生物分子活性的前提下,簡(jiǎn)單,快速,高效的獲得目標(biāo)物是生命科學(xué)研究急需解決的問(wèn)題。溫度敏感色譜材料是一種僅需要水相作為流動(dòng)相,改變溫度就實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的分離和富集的色譜材料。所以如果將目標(biāo)分子的配體引入到溫度敏感色譜材料中,即可以通過(guò)配體與目標(biāo)分子結(jié)合實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分子的捕獲,繼而改變溫度得到目標(biāo)分子。因此研究功能性溫度敏感色譜材料的制備方法是解決這一難題的重要途徑。本論文基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)的方法,研究并優(yōu)化了溫度敏感色譜材料的接枝構(gòu)象。在此基礎(chǔ)上,制備了兩種在溫和條件下對(duì)順式二羥基物質(zhì)分離和富集的硼酸溫度敏感色譜材料以及研究了一種快速引入功能化基團(tuán)的溫度敏感色譜材料的方法。而ATRP反應(yīng)適用單體范圍有限,所以為了找到適用單體范圍更廣的制備方法,基于加成-斷裂自由基聚合(RAFT)反應(yīng)研究了溫度敏感色譜材料的制備方法并優(yōu)化了接枝密度。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.為了研究接枝構(gòu)象與溫度敏感色譜材料的溫度敏感性和分離性能之間的關(guān)系,制備了相同接枝率下不同接枝密度的溫度敏感固定相。通過(guò)對(duì)類固醇分離性能的考察,得出在14.0%左右接枝率的條件下,10%接枝密度的溫度敏感色譜材料具有保留時(shí)間短并且分離度和溫敏性都最好的特點(diǎn)。說(shuō)明溫度敏感固定相溫度敏感性和分離性能與表面接枝密度有著重要關(guān)系。制備了四種相同鏈長(zhǎng)下不同接枝密度的溫度敏感固定相。通過(guò)對(duì)類固醇分離性能的考察,得出在此鏈長(zhǎng)下,溫度敏感性能和分離性能最好的密度在30%左右,所以溫度敏感固定相溫度敏感性和分離性能與接枝率也有著很重要的關(guān)系。所以,接枝構(gòu)象對(duì)溫度敏感材料的溫度敏感性和分離性能有著重要的影響。只有合適的接枝密度,接枝鏈長(zhǎng),接枝率下溫度敏感固定相才會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)的溫度敏感性能和優(yōu)異的分離性能。2.現(xiàn)有的硼酸溫度敏感親和色譜材料需要高的ph條件下對(duì)順式二羥基的物質(zhì)進(jìn)行分離和富集。不僅會(huì)使易水解的生物分子分離,而且高的ph條件下,也會(huì)使硅膠表面的si-c鍵斷裂。減少固定相的使用壽命。為了得到在溫和的條件下,僅需要溫度的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)順式二羥基的物質(zhì)進(jìn)行分離和富集。制備了含有丙烯酰胺基苯硼酸(aapba)的溫度敏感硼酸親和色譜材料。通過(guò)對(duì)腺苷和脫氧腺苷的分離及富集性能測(cè)試,得出在流動(dòng)相的ph值為5.0-9.0條件下均能夠僅僅通過(guò)溫度的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)腺苷的選擇性分離和捕獲。制備了含有甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯(dmaema)和4-乙烯基苯硼酸(vpba)的溫度敏感硼酸親和色譜材料。在流動(dòng)相為ph7.0的條件下應(yīng)用于腺苷的選擇性捕獲和快速釋放,并對(duì)腺苷4次進(jìn)樣富集的效率達(dá)89.8%,并且成功的富集了通過(guò)酶切hrp得到的糖肽。并且研究了含有不同摩爾比的dmaema和vpba的色譜性能。得出dmaema單體的含量對(duì)溫度敏感硼酸親和色譜材料有很大的影響。只有在合適的比例下,才會(huì)表現(xiàn)出最優(yōu)異的性能。3.在溫度敏感色譜材料的制備過(guò)程中,通過(guò)引入不同的配體制備不同功能的溫度敏感親和色譜材料。而很多配基都含有氨基或者通過(guò)化學(xué)修飾的方法可以修飾成含有氨基。所以為了得到快速引入功能化基團(tuán)的溫度敏感色譜材料,本論文制備了含有n-丙烯酰氧基琥珀酰亞胺(nas)的溫度敏感色譜材料。之后,通過(guò)氨基與琥珀酰亞胺的置換反應(yīng)將氨基引入到溫度敏感色譜材料中。本文中,以氨基苯硼酸(apba)為例,通過(guò)快速引入功能化基團(tuán)的溫度敏感色譜材料制備方法制備了含有apba的溫度敏感親和色譜材料。通過(guò)不同溫度下對(duì)順式二羥基結(jié)構(gòu)物質(zhì)選擇性分離測(cè)試,得到到此固定相除了對(duì)腺苷具有選擇性捕獲和釋放能力外,還能夠應(yīng)用于植物中含有順式二羥基結(jié)構(gòu)有效成分的特異性提取。4.atrp反應(yīng)在制備功能性溫度敏感色譜材料中發(fā)揮了重要的作用,但其適用單體范圍比較窄,對(duì)于制備一些含有酸性或與atrp反應(yīng)中不可缺少的氨基配基反應(yīng)的功能基團(tuán)的溫度敏感色譜材料需要新的制備方法。本文采用raft方法制備了溫度敏感色譜材料,通過(guò)引入2-乙酰氨基丙烯酸控制硅膠表面鏈轉(zhuǎn)移劑的密度進(jìn)而控制聚合物的接枝密度,接枝率。通過(guò)對(duì)類固醇在不同溫度下的色譜性能的研究,從而對(duì)接枝密度和接枝率進(jìn)行了優(yōu)化。該方法具有可控性強(qiáng),制備條件溫和。為更多種類的單體引入溫度敏感色譜材料中提供了一個(gè)新的方法。
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【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O652.6;TB34

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