發(fā)布時(shí)間：2018-02-11 13:08

  本文關(guān)鍵詞： 分子印跡 左羥丙哌嗪 溶菌酶 光子晶體 印跡聚合膜　出處：《北京理工大學(xué)》2015年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：分子印跡技術(shù)是一項(xiàng)以分子間作用力為基礎(chǔ),模仿抗原與抗體特異性結(jié)合機(jī)理的技術(shù)。它能夠在復(fù)雜樣品中選擇性地分離某種化合物,因此近些年在生物領(lǐng)域和化學(xué)領(lǐng)域均得到了一些有益的嘗試,表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景,受到中外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文將分子印跡技術(shù)與膜技術(shù),以及光子晶體技術(shù)結(jié)合在一起,分別選擇了具有代表性的生化小分子左羥丙哌嗪與大分子溶菌酶作為模板,制備了分子印跡聚合物膜,探討了分子印跡與膜技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)與不足,為分子印跡聚合物膜在生化傳感器芯片的研究發(fā)展進(jìn)行了有益的探索。緒論中首先對(duì)分子印跡技術(shù)的基本原理與制備方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹,分析了不同制備方法得到的分子印跡聚合物的不同與優(yōu)缺點(diǎn);著重介紹了分子印跡膜技術(shù)近年的發(fā)展情況以及不同種類(lèi)分子印跡膜的區(qū)別,結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究者的科研成果對(duì)分子印跡膜在不同領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了探討;綜述了光子晶體材料的相關(guān)原理與制備方法,論述了分子印跡技術(shù)、膜技術(shù)與光子晶體技術(shù)相結(jié)合的分子印跡光子晶體膜的研究意義。第二章以溶菌酶作為模板分子,丙烯酰胺為功能單體,制備了聚丙烯酰胺分子印跡聚合物膜(MIP)與作為參照的非分子印跡聚合物膜(NIP),通過(guò)聚合條件優(yōu)化、吸附動(dòng)力學(xué)研究等一系列實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)研究了它們的競(jìng)爭(zhēng)吸附性能。通過(guò)優(yōu)化分子印跡聚合物的聚合條件與洗脫條件,確定了用十二烷基磺酸鈉(SDS)與乙酸作為洗脫溶液,可以良好除去分子印跡膜上的模板蛋白;在吸附實(shí)驗(yàn)中,探討了不同pH條件下MIP膜吸附效果的差別,發(fā)現(xiàn)pH6.0,25mM的PBS緩沖液作為吸附溶液時(shí)MIP膜對(duì)模板蛋白的吸附效果最好;吸附動(dòng)力學(xué)研究表明,MIP膜能夠在30分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡,利用Scatchard方程分析MIP膜的吸附數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在MIP膜上只存在一種結(jié)合位點(diǎn),理論計(jì)算最大吸附容量為8.2mg/g;在選擇性吸附實(shí)驗(yàn)中,MIP膜對(duì)模板蛋白溶菌酶的吸附能力遠(yuǎn)好于對(duì)其它類(lèi)似蛋白的吸附能力,NIP膜對(duì)所有蛋白的吸附能力沒(méi)有明顯區(qū)別;使用MIP膜與NIP膜分別對(duì)混合蛋白樣品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn),吸附后蛋白溶液采用SDS-PAGE電泳與高效液相色譜進(jìn)行表征,結(jié)果表明:MIP膜吸附前后,溶菌酶濃度明顯降低(吸附后色譜峰面積減少為吸附前的19.3%),牛血清白蛋白與卵清白蛋白的濃度下降較少(吸附后色譜峰面積減少為吸附前的71.9%和91.7%)。nip膜吸附前后蛋白濃度均沒(méi)有明顯的變化,mip膜與nip膜相比較,mip膜對(duì)溶菌酶的吸附效果是mip膜的5.6倍;重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明mip膜具有較好的重復(fù)使用性能,因此該印跡聚合物膜具有作為快速檢測(cè)混合蛋白中低豐度溶菌酶的應(yīng)用前景。第三章在前述研究的基礎(chǔ)上,首次將單分散的聚苯乙烯微球作為致孔劑引入印跡聚合物膜,制備了以聚苯乙烯微球作致孔劑的溶菌酶分子印跡聚合物膜(ps-mip)。聚苯乙烯微球的添加使ps-mip膜表面形成亞微米級(jí)的孔穴,從而獲得更高的比表面積,這樣不但可以改善印跡聚合物膜的動(dòng)力學(xué)性能,還可以在聚合物表面暴露更多的結(jié)合位點(diǎn),提高印跡聚合物膜的吸附能力。本文考察看聚苯乙烯微球的添加比例、聚合體系的ph等條件對(duì)聚合效果的影響,結(jié)果表明:當(dāng)添加聚苯乙烯的質(zhì)量濃度為0.1%時(shí),ps-mip膜具有最佳的印跡效果(印跡因子為6.0);比較ph條件對(duì)ps-mip膜吸附能力的影響,確定吸附溶液的最佳ph為ph6.0。除去致孔劑聚苯乙烯微球選擇了四氫呋喃作為洗脫溶液,研究發(fā)現(xiàn)四氫呋喃作為洗脫聚苯乙烯的溶劑不會(huì)對(duì)ps-mip膜吸附性能產(chǎn)生明顯的影響。在吸附實(shí)驗(yàn)中,吸附動(dòng)力學(xué)研究表明,ps-mip膜能夠在15分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡,平衡時(shí)間明顯短于上一章制備的mip膜;scatchard方程計(jì)算ps-mip膜的理論最大吸附量為13.0mg/g,也要明顯高于mip膜吸附容量;通過(guò)選擇性吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,ps-mip膜對(duì)模板蛋白溶菌酶的吸附能力明顯強(qiáng)于對(duì)其它蛋白的吸附能力;在競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)中,ps-mip膜吸附后溶菌酶色譜峰面積變?yōu)樵瓉?lái)的6.4%,牛血清白蛋白與卵清白蛋白的峰面積減少為85%與97%,ps-mip膜對(duì)溶菌酶的吸附效果是ps-nip膜的4.4倍;是mip膜的1.2倍。同未添加致孔劑的mip膜相比較,ps-mip膜有效的提高了吸附時(shí)間,對(duì)溶菌酶的選擇性更高,吸附容量也更大,同相關(guān)參考文獻(xiàn)相比較,ps-mip膜得到了更高的印跡因子。因此,在作為實(shí)際樣品中痕量溶菌酶快速檢測(cè)的領(lǐng)域,ps-mip膜比mip膜具有更大的優(yōu)勢(shì)。第四章首次采用生化小分子左羥丙哌嗪(ldpz)作為模板分子,甲基丙烯酸(maa)作為功能單體,2-羥乙基甲基丙烯酸酯(hema)作為輔助功能單體,在光子晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行分子印跡聚合,制備了左羥丙哌嗪分子印跡光子晶體膜(mipc)。分子印跡光子晶體的研究只要集中在兼性的離子和鹽類(lèi)化合物的分析檢測(cè),很少應(yīng)用于堿性化合物的檢測(cè),本研究通過(guò)分子印跡技術(shù)、膜技術(shù)與光子晶體技術(shù)的交叉融合,擴(kuò)展了分子印跡光子晶體在堿性化合物檢測(cè)中的應(yīng)用。其基本原理是當(dāng)MIPC膜識(shí)別模板分子并與之結(jié)合后,MIPC的微結(jié)構(gòu)尺寸就會(huì)發(fā)生細(xì)微的改變,從而導(dǎo)致MIPC膜的吸收峰位移發(fā)生改變。本章優(yōu)化了聚合體系的構(gòu)成,確定了模板分子、功能單體、輔助功能單體與交聯(lián)劑的比例,使分子印跡聚合物能夠同時(shí)保持良好的選擇吸附性能與溶脹性能;制備了粒徑為240nm的單分散硅膠顆粒,并使用膠體自組裝的方法制備了光子晶體膜,然后在光子晶體中引入分子印跡聚合體系,加熱聚合后氫氟酸刻蝕除去硅膠顆粒,就得到了MIPC膜。結(jié)果表明:MIPC膜在25mM、pH6.0的磷酸鹽緩沖液中對(duì)LDPZ的吸附效果最好,吸附平衡時(shí)間為30分鐘;在選擇性吸附實(shí)驗(yàn)中,MIPC膜對(duì)LDPZ進(jìn)行吸附后的吸收峰位移變化明顯大于對(duì)結(jié)構(gòu)類(lèi)似物吸附后吸收峰的位移變化,這表明MIPC膜對(duì)LDPZ具有良好的選擇性,重復(fù)性實(shí)驗(yàn)也表明MIPC膜具有良好的重復(fù)使用性能,因此具備作為試紙或傳感芯片應(yīng)用于LDPZ的快速、靈敏檢測(cè)的應(yīng)用前景。本研究制備了溶菌酶分子印跡聚合物膜(MIP)與添加有致孔劑聚苯乙烯微球的分子印跡膜(PS-MIP),研究結(jié)果表明,致孔劑的添加有效的提高了分子印跡膜的印跡吸附性能,為分子印跡聚合物應(yīng)用于生化傳感器檢測(cè)實(shí)際樣品中的蛋白質(zhì)提供了參考;其次將分子印跡技術(shù)、膜技術(shù)與光子晶體技術(shù)相結(jié)合,利用具有周期性結(jié)構(gòu)的膠體顆粒組裝體作為模板,并以左羥丙哌嗪作為印跡分子,制備了具有有序大孔結(jié)構(gòu)的分子印跡薄膜,實(shí)現(xiàn)了對(duì)印跡分子的光學(xué)響應(yīng)識(shí)別。隨著溶液中左羥丙哌嗪濃度的增加MIPC膜的特征衍射峰發(fā)生紅移,這為把MIPC膜作為試紙或傳感芯片應(yīng)用于左羥丙哌嗪的快速、靈敏檢測(cè)打下良好基礎(chǔ)。
[Abstract]:......
【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(lèi)號(hào)】：O631.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 蒲東;胡小玲;管萍;王超麗;尹雅楠;;乳液聚合法制備雙甘氨肽分子印跡聚合物微球[J];過(guò)程工程學(xué)報(bào);2011年04期

，

本文編號(hào)：1503134