本文關(guān)鍵詞：磁性納米材料載體表面蛋白質(zhì)印跡聚合物的制備及識(shí)別性能研究

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【摘要】：近年來,分子印跡技術(shù)(Molecular imprinting technique, MIT)因具有結(jié)構(gòu)預(yù)定性、特異識(shí)別性及廣泛適用性的特點(diǎn)而備受關(guān)注,其在小分子領(lǐng)域的研究已趨于成熟。而對(duì)于蛋白質(zhì)等生物大分子而言,分子印跡技術(shù)因受蛋白質(zhì)本身理化性質(zhì)(如體積、構(gòu)象靈活、水溶性)的限制,發(fā)展比較緩慢,尚不成熟。本論文以牛血紅蛋白為模板分子,利用表面分子印跡技術(shù)合成了三種類型的分子印跡聚合物(molecularly imprinted polymer,MIP),并對(duì)其蛋白質(zhì)識(shí)別和分離性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要內(nèi)容如下：(1)基于磁性石墨烯復(fù)合納米材料為載體的表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究以磁性Fe304-石墨烯(Fe_3O_4@G)復(fù)合材料為載體,丙烯酰胺(AAm)為功能單體,利用表面分子印跡技術(shù)制備了磁性牛血紅蛋白(BHb)分子印跡聚合物(Fe_3O_4@G-MIP),并利用紅外光譜儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、透射電鏡、拉曼光譜儀、X射線衍射儀等對(duì)所得分子印跡聚合物進(jìn)行了表征。結(jié)合十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝膠電泳技術(shù)考察了印跡聚合物對(duì)目標(biāo)分子的吸附性能及特異性選擇性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,印跡聚合物對(duì)模板蛋白BHb的平衡吸附濃度為1.2 mg/mL,理論最大吸附容量為186.73 mg/g,印跡因子為1.96,平衡吸附時(shí)間為21 h。SDS-PAGE分析結(jié)果顯示,制備的印跡聚合物對(duì)目標(biāo)蛋白BHb具有較好的吸附選擇性。(2)基于雙鍵修飾的磁性納米粒子為載體的表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究以丙烯酸雙鍵改性的磁性Fe304納米粒子(Fe_3O_4@AA)為載體,α-甲基丙烯酸(MAA)和衣康酸(IA)為功能單體,結(jié)合表面分子印跡技術(shù)和磁性納米材料的優(yōu)勢(shì),制備了牛血紅蛋白分子印跡聚合物(MIP-Fe_3O_4@AA).聚合物制備過程包括Fe304納米粒子的表面修飾和印跡層的合成�？疾炝薎A和MAA不同質(zhì)量比對(duì)印跡效果的影響。系列吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)IA和MAA的質(zhì)量比為1：7時(shí)印跡效果最好,所制備的MIP-Fe_3O_4@AA對(duì)模板蛋白的熱力學(xué)吸附平衡濃度為1.0 mg/mL,理論最大吸附容量為117.27 mg/mL,印跡因子為4.43,對(duì)模板蛋白顯示了很好的吸附性能和特異性選擇性能。在重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)中,將所得MIP-Fe_3O_4@AA循環(huán)使用至少5次后,其吸附量才有所降低,說明所制備的MIP-Fe_3O_4@AA穩(wěn)定性很好,在實(shí)際應(yīng)用中可以重復(fù)使用。(3)基于溫敏型表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別和分離研究以丙烯酸雙鍵改性的磁性Fe304納米粒子(Fe_3O_4@AA)為載體,以牛血紅蛋白BHb為模板,a-甲基丙烯酸為功能單體,引入N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)為熱敏性單體,在33.5℃條件下制備了溫敏型表面分子印跡聚合物(TR-MIP-Fe_3O_4@AA)考察了不同pH聚合條件對(duì)印跡效果的影響。結(jié)果表明,在中性(pH=7.00)條件下所得TR-MIP-Fe_3O_4@AA對(duì)模板蛋白的印跡效果最好。同時(shí)對(duì)TR-MIP-Fe_3O_4@AA的溫敏性能、吸附性能及特異性選擇性能進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所得TR-MIP-Fe_3O_4@AA對(duì)環(huán)境溫度變化有一定的敏感性,在33.5℃條件下,TR-MIP-Fe_3O_4@AA對(duì)BHb有最大吸附容量和較高的印跡因子；其動(dòng)力學(xué)吸附平衡時(shí)間為12 h,熱力學(xué)吸附平衡濃度為1.6mg/mL。單一選擇性實(shí)驗(yàn)顯示,TR-MIP-Fe_3O_4@AA可選擇性結(jié)合模板蛋白BHb,印跡因子高達(dá)6.39,遠(yuǎn)高于其它參比蛋白(BSA、OVA和Lyz的印跡因子分別為2.70、0.69和2.53)。競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)和實(shí)際樣品吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TR-MIP-Fe_3O_4@AA對(duì)BHb顯示出明顯的特異識(shí)別性。此外,所得印跡聚合物可被重復(fù)利用4次以上,說明穩(wěn)定性和重復(fù)利用性能良好。
【關(guān)鍵詞】：表面分子印跡技術(shù) 磁性納米材料 溫敏性材料 牛血紅蛋白 識(shí)別與分離
【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】：2016
【分類號(hào)】：O631.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-30
• 1.1 分子印跡技術(shù)簡(jiǎn)介13-18
• 1.1.1 分子印跡技術(shù)概念和發(fā)展概況13-14
• 1.1.2 分子印跡技術(shù)的原理和分類14-15
• 1.1.3 分子印跡聚合物制備的影響因素15-16
• 1.1.4 分子印跡聚合物的應(yīng)用16-18
• 1.2 蛋白質(zhì)分子印跡概述18-25
• 1.2.1 蛋白質(zhì)基本特性18-19
• 1.2.2 蛋白質(zhì)分子印跡技術(shù)19-20
• 1.2.3 蛋白質(zhì)分子印跡的難點(diǎn)20
• 1.2.4 蛋白質(zhì)分子印跡聚合物的制備方法20-25
• 1.2.5 蛋白質(zhì)分子印跡技術(shù)存在的問題及發(fā)展趨勢(shì)25
• 1.3 蛋白質(zhì)分子印跡納米材料25-28
• 1.3.1 蛋白質(zhì)分子印跡非磁性納米材料26
• 1.3.2 蛋白質(zhì)分子印跡磁性納米材料26-27
• 1.3.3 蛋白質(zhì)分子印跡復(fù)合納米材料27-28
• 1.4 本課題的研究意義與內(nèi)容28-30
• 1.4.1 本課題的研究背景與研究意義28
• 1.4.2 本課題的研究?jī)?nèi)容28-30
• 第2章 基于磁性石墨烯為載體的表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究30-50
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、試劑及儀器31-32
• 2.2.2 氧化石墨烯的制備32
• 2.2.3 磁性石墨烯的制備32-33
• 2.2.4 磁性石墨烯蛋白質(zhì)印跡和非印跡聚合物的制備33
• 2.2.5 分子印跡聚合物吸附性能實(shí)驗(yàn)33-35
• 2.3 結(jié)果與討論35-49
• 2.3.1 磁性石墨烯牛血紅蛋白分子印跡聚合物(Fe_3O_4@G-MIP)的合成35-36
• 2.3.2 磁性石墨烯蛋白質(zhì)分子印跡聚合物的表征36-41
• 2.3.3 熱力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究41-43
• 2.3.4 動(dòng)力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究43-44
• 2.3.5 選擇性吸附實(shí)驗(yàn)研究44-46
• 2.3.6 實(shí)際樣品的吸附實(shí)驗(yàn)研究46-47
• 2.3.7 重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)研究47-49
• 2.4 小結(jié)49-50
• 第3章 基于雙鍵修飾的磁性納米粒子為載體的表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究50-67
• 3.1 引言50
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分50-55
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、試劑及儀器50-52
• 3.2.2 磁性Fe_3O_4納米粒子的制備52
• 3.2.3 雙鍵功能化Fe_3O_4納米粒子的合成(Fe_3O_4@AA)52
• 3.2.4 牛血紅蛋白磁性分子印跡聚合物的制備(MIP-Fe_3O_4@AA)52-53
• 3.2.5 分子印跡聚合物吸附性能實(shí)驗(yàn)53-55
• 3.3 結(jié)果與討論55-66
• 3.3.1 磁性蛋白質(zhì)分子印跡聚合物的制備55-56
• 3.3.2 磁性蛋白質(zhì)分子印跡聚合物的表征56-60
• 3.3.3 熱力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究60-62
• 3.3.4 動(dòng)力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究62-63
• 3.3.5 選擇性吸附實(shí)驗(yàn)研究63-64
• 3.3.6 競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)及實(shí)際樣品吸附實(shí)驗(yàn)研究64-65
• 3.3.7 重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)研究65-66
• 3.4 小結(jié)66-67
• 第4章 基于溫敏型表面分子印跡聚合物的制備及其對(duì)牛血紅蛋白的識(shí)別與分離研究67-83
• 4.1 引言67
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分67-71
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、試劑及儀器67-69
• 4.2.2 溫敏型蛋白質(zhì)分子印跡聚合物的合成(TR-MIP-Fe_3O_4@AA)69
• 4.2.3 分子印跡聚合物的吸附性能實(shí)驗(yàn)69-71
• 4.3 結(jié)果與討論71-82
• 4.3.1 溫敏型分子印跡聚合物的合成71
• 4.3.2 聚合pH對(duì)吸附性能的影響71-72
• 4.3.3 溫敏型印跡聚合物材料的表征72-76
• 4.3.4 印跡聚合物材料的熱敏性能研究76-77
• 4.3.5 熱力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究77-78
• 4.3.6 動(dòng)力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究78-79
• 4.3.7 選擇性吸附實(shí)驗(yàn)研究79-80
• 4.3.8 競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)及實(shí)際樣品吸附實(shí)驗(yàn)研究80-81
• 4.3.9 重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)研究81-82
• 4.4 小結(jié)82-83
• 結(jié)論與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-94
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄94-95
• 致謝95

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2 王玲玲;閆永勝;鄧月華;李春香;徐婉珍;;鉛離子印跡聚合物的制備、表征及其在水溶液中的吸附行為研究[J];分析化學(xué);2009年04期

3 賴曉綺;楊遠(yuǎn)奇;薛s，

本文編號(hào)：890184