本文關(guān)鍵詞：基于綠色溶劑的磁性固相萃取技術(shù)在蛋白質(zhì)分離中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 磁性固相萃取技術(shù) 低共熔溶劑 離子液體 聚合離子液體 蛋白質(zhì)

【摘要】：磁性固相萃取技術(shù)(Magnetic Solid Phase Extraction, MSPE)是以磁性材料作為吸附劑的一種分散固相萃取技術(shù),該技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合成功能化的吸附劑。作為新型綠色溶劑的低共熔溶劑(Deep Eutectic Solvent, DES)和離子液體(Ionic Liquid, IL)具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性和易功能化的優(yōu)點(diǎn),固定至磁性顆粒上將得到負(fù)載型低共熔溶劑或負(fù)載型離子液體,將其作為磁性固相萃取技術(shù)的吸附劑,可以充分發(fā)揮低共熔溶劑或離子液體和磁性顆粒兩者的優(yōu)勢(shì)。因而,與低共熔溶劑或離子液體相結(jié)合,磁性固相萃取技術(shù)將會(huì)得到更為廣闊的應(yīng)用。本研究設(shè)計(jì)合成兩類(lèi)綠色溶劑——低共熔溶劑和離子液體,結(jié)合磁性固相萃取技術(shù),建立了萃取分離蛋白質(zhì)的方法。主要內(nèi)容如下：(1)氯化膽堿類(lèi)低共熔溶劑修飾的磁性氧化石墨烯固相萃取蛋白質(zhì)首先合成四種氯化膽堿類(lèi)低共熔溶劑(DES),用來(lái)修飾磁性氧化石墨烯(Fe_3O_4@GO)合成Fe_3O_4@GO-DES復(fù)合物,再用于蛋白質(zhì)的磁性固相萃取。用X-射線衍射儀、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)、傅里葉變換紅外光譜儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、熱重分析儀對(duì)Fe_3O_4@GO-DES進(jìn)行表征。以牛血清白蛋白(BSA)為研究對(duì)象,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了低共熔溶劑的種類(lèi)、萃取溫度、溶液離子強(qiáng)度、萃取時(shí)間、蛋白質(zhì)濃度和Fe_3O_4@GO-DES加入量對(duì)萃取容量的影響。在最佳萃取條件下,萃取容量可達(dá)100.2 mg/g。萃取之后,選擇0.005 mol/LNa2HP04-1 mol/LNaCI的水溶液作為洗脫液對(duì)含BSA的萃取劑進(jìn)行洗脫,洗脫率可達(dá)90.9%。用圓二色譜儀(CD)測(cè)定了洗脫所得BSA的二級(jí)結(jié)構(gòu),結(jié)果表明其二級(jí)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生改變。另外,實(shí)驗(yàn)還將所提出的Fe_3O_4@GO-DES-MSPE技術(shù)應(yīng)用于卵清蛋白(OVA)、溶菌酶(Lys)和牛血紅蛋白(BHb)的萃取。所擬方法為蛋白質(zhì)的分離純化提供了一種新思路。(2)甜菜堿類(lèi)離子液體修飾的磁性顆粒固相萃取蛋白質(zhì)采用共沉淀法制備了Fe304,用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)對(duì)Fe_3O_4進(jìn)行修飾得到Fe_3O_4/APTES顆粒,再通過(guò)靜電相互作用使其與GO結(jié)合形成磁性氧化石墨烯(Fe_3O_4/APTES/GO).用所合成的甜菜堿類(lèi)離子液體修飾Fe_3O_4/APTES/GO顆粒得到Fe_3O_4/APTES/GO/IL,并將其應(yīng)用于牛血清白蛋白(BSA)的萃取。用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)、X-射線衍射儀、傅里葉變換紅外光譜儀、熱重分析儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、Zeta電位分析儀對(duì)Fe_3O_4/APTES/GO/IL進(jìn)行表征。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了離子液體種類(lèi)、萃取溫度、萃取時(shí)間、BSA濃度、溶液離子強(qiáng)度和溶液pH值對(duì)萃取容量的影響。在最佳萃取條件下,萃取容量可達(dá)139.1 mg/g。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明,Fe_3O_4/APTES/GO/IL對(duì)BSA的萃取能力明顯大于裸露Fe304納米顆粒以及Fe_3O_4/APTES/GO 對(duì) BSA的萃取能力。以0.8 mol/L K2HPO4-1 mol/L NaCl的水溶液作為洗脫液對(duì)含有BSA的萃取劑進(jìn)行洗脫,洗脫率可達(dá)95.5%。圓二色譜儀測(cè)定結(jié)果表明洗脫所得BSA的二級(jí)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)還將小牛全血作為實(shí)際樣品,考察了Fe_3O_4/APTES/GO/IL在實(shí)際應(yīng)用中的萃取性能,結(jié)果令人滿意。(3)聚合離子液體修飾的磁性顆粒固相萃取胰蛋白酶以一種陰離子含有不飽和鍵的離子液體為單體,通過(guò)共價(jià)鍵合的方法在3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)修飾的磁性Fe304顆粒(Fe_3O_4/SiO2/γ-MPS)表面接枝離子液體聚合物(PIL),得到負(fù)載型聚合離子液體(Fe_3O_4/SiO2/γ-MPS/PIL)。用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)、X-射線衍射儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜儀、熱重分析儀、Zeta電位分析儀對(duì)Fe_3O_4/SiO2/γ-MPS/PIL進(jìn)行表征。以Fe_3O_4/SiO2/γ-MPS/PIL為磁性固相萃取劑,胰蛋白酶(Try)為研究對(duì)象,進(jìn)行了一系列的單因素萃取研究。在最佳萃取條件下,萃取容量可達(dá)182.7 mg/g。實(shí)驗(yàn)還比較了Fe_3O_4/SiO2、Fe_3O_4/SiO2/γ-MPS和Fe_3O_4/SiO2/γ-MPS/PIL對(duì)Try的萃取能力。對(duì)含有Try的磁性固相萃取劑進(jìn)行洗脫,并測(cè)定了超純水中和洗脫液中Try的活性,它們的比活性Ur分別為1.0和0.83,這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,從磁性固相萃取劑上洗脫下來(lái)的Try的活性雖然低于其在超純水中的活性,但是仍具有一定的活性。所擬方法為其他生物活性物質(zhì)的萃取分離提供了一種思路。
【關(guān)鍵詞】：磁性固相萃取技術(shù) 低共熔溶劑 離子液體 聚合離子液體 蛋白質(zhì)
【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(lèi)號(hào)】：O658.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 蛋白質(zhì)純化13-16
• 1.1.1 蛋白質(zhì)純化的意義13
• 1.1.2 純化蛋白質(zhì)常用的方法13-16
• 1.1.3 問(wèn)題與展望16
• 1.2 磁性固相萃取技術(shù)16-18
• 1.2.1 磁性固相萃取技術(shù)簡(jiǎn)介16-17
• 1.2.2 磁性顆粒的表面修飾17
• 1.2.3 問(wèn)題與展望17-18
• 1.3 低共熔溶劑18-21
• 1.3.1 低共熔溶劑的組成18
• 1.3.2 低共熔溶劑的合成18-19
• 1.3.3 低共熔溶劑的性質(zhì)19-20
• 1.3.4 低共熔溶劑的應(yīng)用20-21
• 1.3.5 問(wèn)題與展望21
• 1.4 離子液體21-25
• 1.4.1 離子液體的發(fā)展歷史21-22
• 1.4.2 離子液體的組成22
• 1.4.3 離子液體的合成22-23
• 1.4.4 離子液體的特點(diǎn)23-24
• 1.4.5 離子液體的應(yīng)用24
• 1.4.6 問(wèn)題與展望24-25
• 1.5 聚合離子液體25
• 1.5.1 聚合離子液體概述25
• 1.5.2 問(wèn)題與展望25
• 1.6 本課題的研究意義與研究?jī)?nèi)容25-27
• 1.6.1 本課題的研究背景與意義25-26
• 1.6.2 本課題的研究?jī)?nèi)容26-27
• 第2章 氯化膽堿類(lèi)低共熔溶劑修飾的磁性氧化石墨烯固相萃取蛋白質(zhì)27-43
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-32
• 2.2.1 試劑與儀器28-29
• 2.2.2 低共熔溶劑修飾的磁性顆粒(Fe_3O_4@GO-DES)的制備29-31
• 2.2.3 磁性固相萃取實(shí)驗(yàn)31-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-42
• 2.3.1 低共熔溶劑的表征32
• 2.3.2 Fe_3O_4@GO-DES顆粒的表征32-36
• 2.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)36-38
• 2.3.4 Fe_3O_4@GO和Fe_3O_4@GO-DES萃取容量的比較38-39
• 2.3.5 洗脫與重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)39-41
• 2.3.6 方法學(xué)考察41-42
• 2.4 小結(jié)42-43
• 第3章 甜菜堿類(lèi)離子液體修飾的磁性顆粒固相萃取蛋白質(zhì)43-59
• 3.1 引言43-44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分44-47
• 3.2.1 試劑與儀器44-45
• 3.2.2 離子液體修飾的磁性顆粒(Fe_3O_4/APTES/GO/IL)的制備45-46
• 3.2.3 Zeta電勢(shì)的測(cè)量46
• 3.2.4 磁性固相萃取實(shí)驗(yàn)46-47
• 3.2.5 實(shí)際樣品的萃取實(shí)驗(yàn)47
• 3.3 結(jié)果與討論47-58
• 3.3.1 離子液體的表征47-48
• 3.3.2 Fe_3O_4/APTES/GO/IL顆粒的表征48-53
• 3.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)53-55
• 3.3.4 Fe_3O_4、Fe_3O_4/APTES/GO和Fe_3O_4/APTES/GO/IL萃取容量的比較55-56
• 3.3.5 洗脫與重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)56-57
• 3.3.6 實(shí)際樣品的萃取實(shí)驗(yàn)57-58
• 3.3.7 方法學(xué)考察58
• 3.4 小結(jié)58-59
• 第4章 聚合離子液體修飾的磁性顆粒固相萃取胰蛋白酶59-71
• 4.1 引言59-60
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分60-63
• 4.2.1 試劑與儀器60-61
• 4.2.2 聚合離子液體修飾的磁性顆粒(Fe_3O_4/SiO_2/γ-MPS/PIL)的制備61
• 4.2.3 磁性固相萃取實(shí)驗(yàn)61-62
• 4.2.4 胰蛋白酶的活性測(cè)定62-63
• 4.3 結(jié)果與討論63-70
• 4.3.1 Fe_3O_4/SiO_2/γ-MPS/PIL顆粒的表征63-67
• 4.3.2 萃取對(duì)象的選擇67
• 4.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)67-68
• 4.3.4 Fe_3O_4/SiO_2、Fe_3O_4/SiO_2/γ-MPS和Fe_3O_4/SiO_2/γ-MPS/PIL萃取容量的比較68
• 4.3.5 洗脫與重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)68-69
• 4.3.6 胰蛋白酶的活性分析69
• 4.3.7 方法學(xué)考察69-70
• 4.4 小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-86
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄86-87
• 致謝87

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本文編號(hào)：683401