溫敏型蛋白質分子印跡材料的制備及其應用.pdf

1、隨著人類基因組計劃的實施和推進，生命科學已經進入了后基因組時代。作為后基因組時代出現(xiàn)的新興研究領域之一，蛋白質組學的研究得到了越來越多的關注。目前蛋白質研究面臨的一個重要問題是在復雜生物體系中不同種類蛋白質的含量相差很大。低豐度蛋白質中往往會包含一些生命過程中起關鍵性作用的蛋白質，而高豐度蛋白質的大量存在對低豐度蛋白質產生夾帶、包覆，以至掩蓋的作用。探索新的分離方法和技術，解決復雜生物體系高豐度蛋白質的去除和低豐度蛋白質的富集是當前蛋白

2、質研究所要面臨的瓶頸問題之一。
　　 分子印跡技術具有高選擇性和易操作性，是近年來發(fā)展較為迅猛的一種新穎的分離技術。溫敏型聚合物在蛋白質印跡方面很有前景，具有良好的生物兼容性和智能響應性。將溫敏型聚合物用于蛋白質分子印跡可有效地提高印跡效果和選擇性。本課題開展了幾類溫敏型的蛋白質分子印跡聚合物制備方法及應用方面的研究。本論文內容包括：
　　 1.綜述了分子印跡技術的研究進展及應用；新型分子印跡材料的發(fā)展概況；蛋白質組學的

3、需求；蛋白質分子印跡聚合物的意義、困難、制備方法及應用；此外，還簡要介紹了本論文的研究意義和研究內容。
　　 2.在第二章中，采用本體印跡的方法制備了一種新型的大孔溫敏型蛋白質印跡水凝膠。這種蛋白質印跡水凝膠通過金屬螯合作用能夠選擇性識別模板分子溶菌酶。大孔溫敏型水凝膠的智能響應性質和金屬螯合作用的協(xié)同效應有效的改善了蛋白質印跡水凝膠對模板蛋白質溶菌酶的選擇性和吸附容量。本工作對冰凍聚合的時間和螯合單體的用量對溫敏型印跡水凝膠的

4、親和能力的影響進行了系統(tǒng)考察。此大孔溫敏型蛋白質印跡水凝膠不但對外界條件的改變產生響應性，而且對模板蛋白質也能產生一定的智能響應性收縮。在識別蛋白質的過程中，溫敏型印跡水凝膠對蛋白質的作用能夠通過添加與不添加銅離子在螯合效應和靜電效應之間轉換。本大孔溫敏型蛋白質印跡水凝膠的制備方法簡單，效果良好，可用于從蛋白質混合樣中和實際樣品中分離模板蛋白，并表現(xiàn)出一定的高選擇性。
　　 3.在第三章中，采用表面印跡的方法，通過表面引發(fā)活性自

5、由基聚合（SIP）制備溫敏型蛋白質印跡微球(MIP beads)。然后再通過第二步的SIP，制備用聚異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)包覆的分子印跡微球(coated-MIP beads)。Coated-MIPbeads由兩層組成，內層為溫敏型溶菌酶(lysozyme)印跡層，外層是聚異丙基丙烯酰胺層（PNIPAM）。通過實驗表征發(fā)現(xiàn)，coated-MIP beads在模板蛋白lysozyme的選擇性方面和溫度響應性方面都優(yōu)于只有一層溫敏型

6、溶菌酶印跡聚合物的印跡球( MIP beads)。Coated-MIP beads在對蛋白質混合樣品進行吸附后，可以在38℃或23℃時，分別釋放出參照蛋白質和模板蛋白質。而相應的非印跡球(coated-NIP beads)沒有這種雙重溫度響應開關來選擇性識別蛋白質。這種溫度可控性蛋白質印跡球體系可以控制蛋白質的選擇性釋放。在化學載體、藥物釋放體系和傳感方面有潛在應用價值。
　　 4.在前兩章研究的基礎上，探索了溫敏型蛋白質印跡整

7、體柱的制備方法。將溫敏型蛋白質印跡聚合物（MIP）修飾到硅膠骨架表面，制備溫敏型蛋白質印跡整體柱(MIP monolith)。通過優(yōu)化硅烷化試劑、致孔劑、催化劑的種類和配比，確定硅膠骨架制備條件。硅膠整體柱骨架由兩種硅烷化試劑——甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)，經溫和的一步溶膠-凝膠過程直接在不銹鋼管柱中合成。實驗過程中，合成了三種類型的溫敏型蛋白質MIP，并將其分別修飾到硅膠骨架上，制備