本文關鍵詞：牛血清白蛋白表面印跡材料的制備及其大分子識別特性之研究

  更多相關文章： 牛血清白蛋白 丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯 分子表面印跡 分子識別 靜電相互作用 聚電解質接枝刷

【摘要】：白蛋白(albumin,Alb),是血液中含量最多的蛋白質,不僅能夠維持血液的滲透壓,而且還可以儲存和運輸體內的代謝產物及體外的藥物分子,是在臨床上使用量最大的藥用蛋白質。目前,藥用白蛋白仍舊是通過人的血漿經分離純化制得(Human Serum Albumin,HSA),采用基因工程生產重組白蛋白(Recombinant albumin)也已被廣泛關注。但無論是由血漿純化還是由基因工程制備白蛋白,都急需發(fā)展新的分離純化技術和分離材料。在各種分離純化材料中,被稱為人工抗體的分子印跡聚合物(Molecularly Imprinted Polymers,MIPs)材料,對模板分子具有特異的識別選擇性,得到了廣泛的研究與應用,但以水為介質的蛋白質分子印跡技術仍是目前一個極具挑戰(zhàn)性的研究領域。本課題以牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)為模型蛋白,研究通過分子設計,在水介質中,以陽離子型單體丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)為功能單體,以微米級硅膠微粒與聚合物微球為基質,憑借主-客體之間的強烈的靜電相互作用,采用“接枝聚合與分子印跡同步進行”和“先接枝聚合后交聯(lián)印跡”兩種新型分子表面印跡技術,首次制備了兩種BSA表面印跡材料,深入探究了其優(yōu)異的大分子識別特性與機理。與此同時,也制備了陽離子聚電解質接枝刷,考察研究了它們對BSA的高吸附性能與機理。顯然,本課題的研究結果為生物大分子的分子印跡提供了新的策略,為蛋白質的分離純化提供重要的參考依據(jù)。首先,通過紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜,研究了陽離子單體DAC與BSA之間的相互作用,并考察了介質的pH值對相互作用的影響;在氨基/過硫酸鹽表面引發(fā)作用下制備了接枝微粒PDAC/SiO2并探討了接枝微粒PDAC/SiO2與BSA之間的相互作用及作用機理。研究結果表明,在水溶液中,憑借主-客體之間的靜電相互作用,陽離子單體DAC與BSA的α-螺旋骨架外部親水的酸性氨基酸殘基形成了主-客體復合物,且在中性水溶液中,其靜電相互作用最強,為在水介質中采用“接枝聚合與印跡同步進行”的蛋白質分子印跡奠定了基礎。憑借主-客體之間的靜電相互作用,接枝大分子pdac對bsa可產生強的吸附作用。接著,在懸浮體系中采用直接交聯(lián)方法制備了交聯(lián)聚乙烯醇微球(cpva),并以甲基丙烯酰氯為試劑,在其表面引入大量可聚合基團丙烯酰氧(mao)基團,制得了改性微球ma-cpva;在水溶液中,憑借強烈的靜電相互作用,單體dac包圍在模板bsa分子周圍,在過硫酸鹽引發(fā)作用下,dac及交聯(lián)劑n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺(mba)在微球ma-cpva表面發(fā)生接枝交聯(lián)聚合,同時同步地實現(xiàn)了bsa的分子表面印跡,制得了水介質體系下bsa分子的表面印跡材料mip-pdac/cpva。相對于血紅蛋白(bhb),印跡材料mip-pdac/cpva對模板分子bsa具.有.優(yōu).良.的.的.結.合.性.能和.特.異.的.分.子.識.別.選.擇.性,其結合容量高達108mg/g,選擇性系數(shù)高達60.2。仍然以紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜為手段,考察了水溶液中單體dmaema與bsa之間的相互作用。在-nh2/s2o82-表面引發(fā)體系作用下,制備了接枝聚合物pdmaema/sio2,深入探討了接枝聚合物pdmaema/sio2與bsa之間的相互作用及作用機理。結果顯示,在水溶液中,憑借功能單體dmaema與bsa之間強的靜電相互作用和氫鍵協(xié)同作用,形成了dmaema-bsa復合物。在水溶液中,憑借主-客體之間的強的靜電相互作用和氫鍵協(xié)同作用,接枝聚合物pdmaema/sio2對bsa可產生強的吸附能力,這就為采用“先接枝聚合后交聯(lián)印跡”的表面印跡技術制備bsa分子表面印跡材料奠定了基礎�；诮又ξ⒘dmaema/sio2在水溶液中對bsa有較強的靜電相互作用和氫鍵協(xié)同作用,使接枝微粒對bsa產生飽和吸附,以1,6-二溴己烷為交聯(lián)劑,使接枝大分子pdmaema/sio2之間發(fā)生交聯(lián),將bsa包埋于交聯(lián)網(wǎng)絡中,實現(xiàn)了水介質中的bsa分子表面印跡,制得了bsa分子表面印跡材料mip-pdmaema/sio2。相對于bhb,印.跡.材.料.m.i.p.-.p.d.m.a.e.m.a./.s.i.o.2.對.b.s.a.具.有.優(yōu).良.的.的.結.合.性.能和.特.異.的.分.子.識.別.選.擇.性.,其結.合.容.量.可.達89.8mg/g.,選擇性系數(shù)達42.4。最后在制備接枝微粒pdmaema/sio2的基礎上,使pdmaema發(fā)生季銨化反應,制得了具有刷狀結構的陽離子聚電解質接枝微粒qpdmaema/sio2并探討了其對bsa大分子吸附性能及吸附機理,初步研究了吸附熱力學。結果表明,憑借強的靜電相互作用,接枝刷QPDMAEMA/SiO2對BSA具有很強的吸附能力,當pH值等于BSA的等電點(pI=4.7)時,具有最高的吸附容量112 mg/g。以BSA的等電點為分界點,鹽度對吸附容量會產生完全相反的影響作用,當pH=pI時,增加鹽度不會影響其對BSA的吸附,仍保持最高的吸附容量。功能微粒QPDMAEMA/SiO2對BSA吸附過程為放熱過程,且是焓驅動的吸附過程。
【關鍵詞】：牛血清白蛋白 丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯 分子表面印跡 分子識別 靜電相互作用 聚電解質接枝刷
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O631.3;O629.73
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 1 前言16-43
• 1.1 白蛋白的結構、生理特性及應用價值16-19
• 1.1.1 白蛋白的結構特點和生理特性16-18
• 1.1.2 白蛋白的應用價值18-19
• 1.1.3 白蛋白來源的局限與發(fā)展19
• 1.2 白蛋白的分離與純化19-22
• 1.2.1 白蛋白分離純化技術方法20-22
• 1.2.2 白蛋白分離純化方法存在問題22
• 1.3 分子識別和分子印跡技術22-25
• 1.3.1 分子印跡技術分類24
• 1.3.2 分子表面印跡技術24-25
• 1.4 蛋白質的分子印跡技術25-29
• 1.4.1 蛋白質分子印跡技術的應用25-27
• 1.4.2 影響蛋白質印跡的主要因素27-28
• 1.4.3 蛋白質分子印跡技術的現(xiàn)狀28-29
• 1.5 本課題的研究目標和創(chuàng)新點29-31
• 1.5.1 本課題的研究目標29-30
• 1.5.2 本課題的創(chuàng)新點30-31
• 參考文獻31-43
• 2 陽離子單體DAC及其聚合物與BSA相互作用的研究43-61
• 2.1 實驗材料與儀器43-44
• 2.1.1 材料43
• 2.1.2 儀器43-44
• 2.2 實驗內容44-47
• 2.2.1 陽離子單體DAC與BSA之間相互作用的考察44
• 2.2.2 接枝微粒PDAC/SiO_2的制備與表征44-46
• 2.2.3 接枝聚合物PDAC與BSA之間相互作用的考察46-47
• 2.3 結果與討論47-58
• 2.3.1 陽離子單體DAC與BSA的相互作用47-51
• 2.3.2 接枝大分子PDAC的制備與表征51-53
• 2.3.3 接枝聚合物PDAC與BSA的相互作用53-58
• 2.4 本章小結58-59
• 參考文獻59-61
• 3 以DAC為功能單體制備BSA分子表面印跡材料及其分子識別特性的研究61-79
• 3.1 實驗材料與儀器61-62
• 3.1.1 材料61
• 3.1.2 儀器61-62
• 3.2 實驗內容62-66
• 3.2.1 牛血清白蛋白分子表面印跡材料的制備與表征62
• 3.2.2 考察印跡微球MIP-PDAC/CPVA對BSA的結合特性62-65
• 3.2.3 印跡條件對印跡微球性能的影響65-66
• 3.3 結果與討論66-76
• 3.3.1 制備牛血清白蛋白分子表面印跡材料的化學過程66-68
• 3.3.2 BSA表面印跡微球MIP-PDAC/CPVA的表征68-69
• 3.3.3 印跡微球MIP-PDAC/CPVA對牛血清白蛋白的結合特性69-74
• 3.3.4 印跡條件對印跡微球性能的影響74-76
• 3.4 本章小結76-78
• 參考文獻78-79
• 4 叔胺單體DMAEMA及其聚合物與BSA相互作用的研究79-97
• 4.1 實驗材料與儀器79-80
• 4.1.1 材料79
• 4.1.2 儀器79-80
• 4.2 實驗內容80-82
• 4.2.1 叔胺單體DMAEMA與BSA之間相互作用的考察80
• 4.2.2 接枝微粒PDMAEMA/SiO_2的制備與表征80-81
• 4.2.3 接枝聚合物PDMAEMA/SiO_2與BSA之間相互作用的考察81-82
• 4.3 結果與討論82-94
• 4.3.1 陽離子單體DMAEMA與BSA的相互作用82-86
• 4.3.2 接枝大分子PDMAEMA的制備與表征86-88
• 4.3.3 接枝聚合物PDMAEMA與BSA的相互作用88-94
• 4.4 本章小結94-95
• 參考文獻95-97
• 5 以DMAEMA為功能單體制備BSA分子表面印跡材料及其分子識別特性的研究97-113
• 5.1 實驗材料與儀器97-98
• 5.1.1 材料97
• 5.1.2 儀器97-98
• 5.2 實驗內容98-101
• 5.2.1 牛血清白蛋白分子表面印跡材料的制備與表征98
• 5.2.2 考察印跡微球MIP-PDMAEMA/SiO_2對BSA的結合特性98-101
• 5.2.3 印跡條件對印跡微粒性能的影響101
• 5.3 結果與討論101-110
• 5.3.1 制備牛血清白蛋白分子表面印跡材料的化學過程101
• 5.3.2 BSA表面印跡微球MIP-PDMAEMA/SiO_2的表征101-104
• 5.3.3 印跡材料對BSA分子的識別與結合特性104-108
• 5.3.4 印跡條件對印跡微粒性能的影響108-110
• 5.4 本章小結110-112
• 參考文獻112-113
• 6 聚陽離子接枝刷QPDMAEMA/SiO_2對BSA吸附機理及吸附熱力學研究113-131
• 6.1 實驗材料與儀器113-114
• 6.1.1 材料113
• 6.1.2 儀器113-114
• 6.2 實驗內容114-116
• 6.2.1 功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO_2的制備與表征114
• 6.2.2 功能微粒QPDMAEMA/Si O2對BSA的等溫吸附實驗114-115
• 6.2.3 主要因素對吸附作用的影響115-116
• 6.3 結果與討論116-128
• 6.3.1 制備功能微粒QPDMAEMA/SiO_2的化學過程116-117
• 6.3.2 功能微粒QPDMAEMA/Si O2的表征117-119
• 6.3.3 功能微粒QPDMAEMA/SiO_2對BSA的吸附特性及吸附機理119-121
• 6.3.4 主要因素對吸附作用的影響121-125
• 6.3.5 功能微粒QPDMAEMA/SiO_2對BSA吸附熱力學125-128
• 6.4 本章小結128-129
• 參考文獻129-131
• 結論131-133
• 攻讀博士學位期間取得的研究成果133-135
• 致謝135

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 滿初日嘎;張英霞;胡文婷;;黑眶蟾蜍血清白蛋白的純化及胰蛋白酶抑制活性[J];吉林農業(yè)大學學報;2010年02期

，

本文編號：643069