本文關(guān)鍵詞：基于磁性納米粒子及溫敏性水凝膠的蛋白質(zhì)印跡技術(shù)研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：蛋白質(zhì)組是指一個(gè)基因組或一個(gè)細(xì)胞、組織表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)是在蛋白質(zhì)水平上定量、動(dòng)態(tài)、整體性地研究生物體。其主要研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的表達(dá)、翻譯、修飾、構(gòu)象及蛋白質(zhì)間相互作用等。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究是探索生命奧秘的必須，也能為了人類的健康事業(yè)作出貢獻(xiàn)。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)研究的日益進(jìn)展，蛋白質(zhì)的分離、富集及快速檢測(cè)等問題受到了極大的關(guān)注。目前分子印跡是一種成熟的小分子化合物的分離分析方法，合成的分子印跡聚合物具有三大特征：結(jié)構(gòu)預(yù)定性、特異識(shí)別性及廣泛適用性。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)研究的不斷深入，近年來(lái)分子印跡技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中也取得了一定的進(jìn)展，其主要著力于蛋白質(zhì)的純化、分離和富集。 本研究以蛋白質(zhì)為研究對(duì)象，將分子印跡技術(shù)分別與磁性納米材料和溫敏性材料結(jié)合，合成出具有特異性識(shí)別和高吸附量的蛋白質(zhì)印跡聚合物。主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)二氧化硅表面修飾的磁性Fe_3O_4納米粒子合成與表征 采用改進(jìn)的共沉淀法制備出了平均直徑為60nm左右的磁性Fe_3O_4納米粒子，在其合成過程中加入了水合肼充當(dāng)了除氧劑、沉淀劑和還原劑，通過四乙氧基硅烷（TEOS）的水解在Fe_3O_4納米粒子表面修飾上二氧化硅，獲得粒徑大小約為840nm的硅烷化Fe_3O_4粒子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：二氧化硅成功包覆到磁性Fe_3O_4粒子表面，，其質(zhì)量損失約為7%左右；磁性Fe_3O_4納米粒子粒徑約為60nm，表面修飾前后粒子的方晶型結(jié)構(gòu)沒有改變，修飾后的磁性粒子的分散性和穩(wěn)定性均得到提高，其飽和磁化強(qiáng)度高達(dá)10.25emu/g，與磁性Fe_3O_4納米粒子的38.16emu/g相比略有降低，但仍具有較好的磁性行為。 (2)磁性聚多巴胺分子印跡聚合物的合成及對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別和分離 將分子印跡技術(shù)與磁性納米材料相結(jié)合，以硅烷化的Fe_3O_4粒子作為磁性核，通過多巴胺自聚在其表面形成一層“殼”，合成核殼型的牛血紅蛋白磁性分子印跡納米粒子（MIP）。聚多巴胺包覆在硅烷化Fe_3O_4粒子表面，可避免了載體阻礙蛋白質(zhì)擴(kuò)散的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：聚多巴胺印跡殼層上具有特異性識(shí)別位點(diǎn)，其對(duì)模板蛋白有較高的選擇性(β=2.19)和穩(wěn)定性，并且能使目標(biāo)蛋白在較短的時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散到印跡位點(diǎn)達(dá)到吸附平衡。同時(shí)MIP對(duì)目標(biāo)蛋白還有較高的吸附量（4.65±0.38mg/g），可重復(fù)利用三次以上。在外加磁場(chǎng)的作用下，MIP本身的飽和磁化強(qiáng)度(10.33emu/g)對(duì)磁場(chǎng)敏感，能快速地從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)。這些結(jié)果證明了磁性分子印跡納米粒子可應(yīng)用于生物大分子的分離，特別是蛋白質(zhì)組學(xué)中高豐度蛋白的去除。 (3) N馬來(lái)�；瘹ぞ厶墙宦�(lián)溫敏性分子印跡水凝膠識(shí)別牛血清蛋白 利用殼聚糖與馬來(lái)酸酐的酰化反應(yīng)，合成了水溶性的N馬來(lái)酰化殼聚糖（N maley chitosan, N MACH），因其含有羧基、氨基和雙鍵，可作為蛋白質(zhì)印跡中的交聯(lián)劑。以牛血清白蛋白（BSA）為模板蛋白，N異丙基丙烯酰胺（NIPAM）、丙烯酰胺（AAm）作為功能單體、N馬來(lái)�；瘹ぞ厶亲鳛榻宦�(lián)劑，在水溶液中自由聚合形成溫敏性印跡水凝膠，其最低臨界溶解溫度在34℃左右。溫敏性印跡水凝膠的吸附容量高達(dá)5.72mg/g，是非印跡水凝膠的4.8倍，其吸附過程符合Langmuir吸附模型，分離因子為4，對(duì)模板蛋白具有特異選擇性。本研究為蛋白質(zhì)印跡提供了一種新的水溶性交聯(lián)劑：N馬來(lái)酰化殼聚糖，其具有優(yōu)良的水溶性、生物降解性，是一種環(huán)境友好型的交聯(lián)劑。因此將其作為交聯(lián)劑合成出的印跡水凝膠在蛋白質(zhì)的分離和富集方面具有很好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：分子印跡技術(shù) 磁性納米粒子 表面修飾 蛋白質(zhì)分離 智能水凝膠 溫敏性 聚N異丙基丙烯酰胺 N馬來(lái)酰化殼聚糖交聯(lián)劑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O631.3;O629.73
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 蛋白質(zhì)印跡技術(shù)13-19
• 1.1.1 分子印跡簡(jiǎn)介13
• 1.1.2 蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)13-14
• 1.1.3 蛋白質(zhì)印跡的特點(diǎn)與難點(diǎn)14-15
• 1.1.4 蛋白質(zhì)印跡研究的意義15-16
• 1.1.5 蛋白質(zhì)印跡的原理16
• 1.1.6 蛋白質(zhì)印跡聚合物的制備方法16-17
• 1.1.7 蛋白質(zhì)印跡技術(shù)的應(yīng)用17-18
• 1.1.8 問題與展望18-19
• 1.2 磁性納米粒子19-22
• 1.2.1 磁性納米粒子的概述19
• 1.2.2 磁性納米粒子的合成19-20
• 1.2.3 磁性納米粒子的表面改性20-21
• 1.2.4 磁性納米粒子的應(yīng)用21-22
• 1.2.5 問題與展望22
• 1.3 智能水凝膠22-25
• 1.3.1 智能水凝膠簡(jiǎn)介22
• 1.3.2 智能水凝膠的分類22-23
• 1.3.3 智能水凝膠的制備方法23-24
• 1.3.4 智能水凝膠的應(yīng)用24
• 1.3.5 問題與展望24-25
• 1.4 課題意義與內(nèi)容25-27
• 1.4.1 本課題的研究背景與研究意義25
• 1.4.2 本課題研究?jī)?nèi)容25-27
• 第2章 二氧化硅表面修飾的磁性 Fe_3O_4納米粒子合成與表征27-34
• 2.1 引言27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器27-28
• 2.2.2 化學(xué)試劑28
• 2.2.3 磁性 Fe_3O_4納米粒子的制備28
• 2.2.4 二氧化硅表面修飾磁性 Fe_3O_4納米粒子28
• 2.2.5 樣品表征28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-32
• 2.3.1 磁性 Fe_3O_4制備及表面修飾29
• 2.3.2 X 射線衍射表征29-30
• 2.3.3 紅外光譜表征30-31
• 2.3.4 掃描電鏡表征31
• 2.3.5 磁學(xué)性能表征31-32
• 2.3.6 熱重分析32
• 2.4 小結(jié)32-34
• 第3章 磁性聚多巴胺分子印跡聚合物的合成及對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別和分離34-46
• 3.1 引言34-35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器35
• 3.2.2 化學(xué)試劑35
• 3.2.3 磁性牛血紅蛋白分子印跡納米粒子的制備35-36
• 3.2.4 蛋白質(zhì)吸附實(shí)驗(yàn)36
• 3.3 結(jié)果與討論36-45
• 3.3.1 磁性牛血紅蛋白分子印跡納米粒子的合成36-37
• 3.3.2 合成粒子的表征37-40
• 3.3.3 吸附動(dòng)力學(xué)40-42
• 3.3.4 平衡結(jié)合實(shí)驗(yàn)42-43
• 3.3.5 特異性選擇實(shí)驗(yàn)43-44
• 3.3.6 重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)44-45
• 3.4 小結(jié)45-46
• 第4章 N 馬來(lái)�；瘹ぞ厶墙宦�(lián)溫敏性分子印跡水凝膠識(shí)別牛血清蛋白46-58
• 4.1 引言46-47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 4.2.1 儀器與試劑47
• 4.2.2 N 馬來(lái)酰化殼聚糖交聯(lián)劑的制備47
• 4.2.3 印跡水凝膠的制備47-48
• 4.2.4 水凝膠的表征48
• 4.2.5 水凝膠溫敏性的測(cè)定48
• 4.2.6 蛋白質(zhì)吸附實(shí)驗(yàn)48-49
• 4.3 結(jié)果與討論49-56
• 4.3.1 N 馬來(lái)�；瘹ぞ厶墙宦�(lián)劑的合成49-50
• 4.3.2 印跡水凝膠的合成50-52
• 4.3.3 水凝膠的表征52
• 4.3.4 水凝膠溫敏性的測(cè)定52-53
• 4.3.5 蛋白質(zhì)吸附動(dòng)力學(xué)53-54
• 4.3.6 蛋白質(zhì)吸附熱力學(xué)54-55
• 4.3.7 吸附選擇性55-56
• 4.4 小結(jié)56-58
• 結(jié)論與展望58-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 附錄 A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄69-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于磁性納米粒子及溫敏性水凝膠的蛋白質(zhì)印跡技術(shù)研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：253369