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

【摘要】：蛋白質(zhì)在固體表面的吸附是當代生物技術(shù)、材料及化工領(lǐng)域的研究重點。由于蛋白質(zhì)表面同時分布有正負電荷,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)測和體外生物傳感器等領(lǐng)域有廣闊的應用前景。本文分別采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合和細乳液聚合的方法,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,主要研究內(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,動態(tài)光散射表明接枝的聚電解質(zhì)鏈的長度為20 nm左右,在水溶液中具有很好的分散性,通過磁分離,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度下兩者相互作用的熱力學參數(shù)和吸附量,研究表明其形成復合物的臨界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)電荷補丁和納米粒子電荷密度的角度分析了鹽濃度對其相互作用的影響。(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,所以在實驗條件下(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,與單個的磁納米粒子相比,磁響應更明顯,TGA結(jié)果顯示磁含量為8%左右,聚電解質(zhì)鏈長30 nm左右,以牛血清蛋白(BSA)為模型蛋白,通過調(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,高離子強度下不利于蛋白質(zhì)的吸附和磁性陽離子聚電解質(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.
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O631

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐李梅;章林溪;;受限于平行板中高分子刷/磁性納米粒子體系的構(gòu)象性質(zhì)研究[J];高分子學報;2011年11期

2 姜孌;;超順磁性納米粒子的研究[J];合成材料老化與應用;2011年03期

3 龔子珊;丁國生;唐安娜;;磁性納米粒子的制備及其在重金屬離子處理中的應用[J];分析測試學報;2014年02期

4 饒通德;;氧化鐵磁性納米粒子的表面修飾及應用[J];化工文摘;2009年02期

5 李曦;張?zhí)m英;黃坤;熊锃;;復合磁性納米粒子的合成和特性研究[J];武漢理工大學學報;2011年06期

6 ;專利集錦[J];磁性材料及器件;2012年01期

7 顧銀君;王秀玲;陳恭;趙勤;劉勇健;張利杰;;氨基硅烷化磁性納米粒子的制備與表征[J];蘇州科技學院學報(自然科學版);2012年01期

8 楊林;孫術(shù)國;羅章;;磁性納米粒子快速分離純化超氧化物歧化酶[J];食品科學;2013年09期

9 趙紫來;卞征云;陳朗星;何錫文;王彥芬;;氧化鐵磁性納米粒子的制備、表面修飾及在分離和分析中的應用[J];化學進展;2006年10期

10 王偉;吳堯;顧忠偉;;磁性納米粒子的表面改性及其在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應用[J];中國材料進展;2009年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陸俊宇;黃秀香;韋聯(lián)強;李啟虔;;離子液體功能化磁性納米粒子的制備及其性能研究[A];中國化學會第十七屆全國有機分析與生物分析學術(shù)研討會論文集[C];2013年

2 石峰;Wolfgang Knoll;;單個磁性納米粒子在水面上搬運能力的研究[A];2009年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

3 武元鵬;左芳;鄭朝暉;丁小斌;彭宇行;;具有分子識別功能的磁性納米粒子的制備及應用[A];2009年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

4 隋震鳴;陳曉;靖波;;溶致層狀相中摻雜磁性納米粒子[A];中國化學會第十屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2004年

5 汪友寶;沙舟順;楊仲南;朱龍章;沈鶴柏;;鍵合在磁性納米粒子表面引物的聚合酶鏈反應[A];中國化學會第十屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2004年

6 王青;姜繼森;楊勇;;谷胱甘肽在磁性納米粒子上的吸附組裝[A];上海市顆粒學會2005年年會論文集[C];2005年

7 王青;姜繼森;甘志鋒;;氨基酸在磁性納米粒子上的吸附研究[A];上海市顆粒學會2005年年會論文集[C];2005年

8 李瑋;朱玉光;張黎明;;溫敏聚合物修飾的磁性納米粒子及其性能研究[A];2007年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2007年

9 夏海兵;汪大洋;;水分散磁性納米粒子空心簇的合成[A];中國化學會第26屆學術(shù)年會納米化學分會場論文集[C];2008年

10 張燕;閻虎生;;葉酸靶向的超順磁性納米粒子負載順鉑的制備和細胞研究[A];熱烈慶祝中國化學會成立80周年——中國化學會第16屆反應性高分子學術(shù)研討會論文集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 何屹　劉霞;美開發(fā)出可遠程控制的磁性納米粒子[N];科技日報;2010年

2 王艷紅;磁性納米粒子“助陣”,癌癥診斷或?qū)⒏旄鼫蔥N];新華每日電訊;2007年

3 新新;美用磁性納米粒子助診癌癥[N];中國醫(yī)藥報;2007年

4 記者 張巍巍;磁性納米粒子和交變磁場可“聯(lián)手”治癌[N];科技日報;2012年

5 李山;脊髓液替代檢查手段問世[N];科技日報;2010年

6 記者 左永剛;聚合物包覆Fe3O4磁性納米粒子 可用于印染廠污水處理[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2010年

7 臺訊;應用“納米質(zhì)譜檢測技術(shù)”1小時可診斷病情[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2005年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 張璐;多功能磁性納米粒子在生物醫(yī)學光子學的應用[D];吉林大學;2011年

2 周帥;基于磁性納米粒子的多功能復合材料制備及其生物醫(yī)學研究[D];中國科學技術(shù)大學;2012年

3 徐海飛;磁性納米粒子跨膜轉(zhuǎn)運機制及生物學效應和碳納米管對鉀通道影響的研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2010年

4 馬勇杰;磁性納米粒子的細胞內(nèi)吞及基因轉(zhuǎn)染研究[D];上海交通大學;2012年

5 呂言云;基于超順磁性納米粒子的藥物載體和基因載體制備及其性能研究[D];吉林大學;2013年

6 張強;幾種無機負載催化劑的制備、表征及其在有機合成中的應用[D];南京理工大學;2013年

7 彭蕓花;磁性納米粒子在卵巢癌診治中的實驗研究[D];蘭州大學;2011年

8 石若冰;單分散磁性納米粒子/微球的制備、表征與生物醫(yī)學應用[D];天津大學;2012年

9 單志;多功能納米磁性粒子的合成及其在細胞富集和質(zhì)粒DNA純化中的應用研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2010年

10 張紹強;含Pr超磁致伸縮材料與磁性納米粒子的制備與性能[D];華南理工大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 忻茜;磁性納米粒子在生物學中的應用[D];上海師范大學;2006年

2 朱鴻林;基于磁性納米粒子類酶活性的農(nóng)產(chǎn)品安全檢測技術(shù)研究[D];上海交通大學;2012年

3 孟強;生物醫(yī)用功能化磁性納米粒子的制備與表征[D];煙臺大學;2009年

4 李紹霞;磁性納米粒子的表面功能化修飾[D];煙臺大學;2009年

5 田野;有機—無機復合磁性納米粒子的制備及其在微機械加工中的應用[D];吉林大學;2008年

6 張春明;生物兼容的磁性納米粒子的制備及其在細胞分離方面的研究[D];上海師范大學;2008年

7 朱潔;環(huán)糊精修飾的磁性納米粒子的制備及應用[D];蘭州大學;2012年

8 張崇琨;6-（1，，3-二氧代異吲哚啉）已酸有機配體保護法合成磁性納米粒子及其核磁共振成像的應用[D];上海師范大學;2012年

9 薛蓮;磁性納米粒子在分子生物學中的應用及細胞毒性研究[D];西南大學;2008年

10 周洋波;表面改性的磁性納米粒子在藥物傳遞中的應用研究[D];西南交通大學;2012年

本文編號：1468500