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分子印迹技术通过人工方法,合成对模板分子具有特异识别能力的聚合物,这种聚合物称为分子印迹聚合物(MIP),具有很好的应用前景。本文针对蛋白质印迹聚合物的研究中存在的问题,提出了一种蛋白质印迹聚合物的制备方法。引入天然高分子壳聚糖作为一种大分子功能单体,同时以常用的丙烯酰胺为另一种小分子功能单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,牛血清白蛋白(BSA)为模板,通过在水溶液中过硫酸盐引发的丙烯酰胺在壳聚糖上的接枝共聚反应,合成了基于壳聚糖/聚丙烯酰胺接枝共聚物(CS-g-PAM)的蛋白质印迹聚合物凝胶。
分别考察了壳聚糖分子量、壳聚糖及引发剂的加入量对MIP的识别性能的影响,从而确定了合适的制备条件。将MIP(CS-g-PAM)分别与壳聚糖/聚丙烯酰胺半互贯网络(CS/PAM-s-IPN)形成的MIP、纯聚丙烯酰胺的MIP的识别性能进行了比较,发现引入大分子壳聚糖可以大幅度提高MIP的识别容量,并且MIP(CS-g-PAM)的识别性能明显好于MIP(CS/PAM-s-IPN);反复再生实验表明,MIP(CS-g-PAM)比MIP(CS/PAM-s-IPN)的有更好的稳定性。
对不同蛋白质的吸附及竞争吸附实验表明,与相应的非印迹聚合物相比,MIP(CS-g-PAM)对BSA表现出明显的识别选择性。测定了BSA在MIP(CS-g-PAM)上的吸附等温线,发现用Langmuir方程能很好地描述其平衡吸附行为,饱和吸附量可以达到39mg/g,远高于已报道的大多数蛋白质MIP的识别容量。同时还研究了BSA在MIP(CS-g-PAM)上的吸附动力行为,并用一个半经验的线性推动力(LDF)模型可较好地模拟实验数据。考察了介质的pH值及离子强度对MIP(CS-g-PAM)识别性能的影响,发现识别容量随pH值的增加显著减少,而离子强度对识别性能无明显影响,这提示可以通过调节pH值的方法来洗脱结合的目标蛋白。
本文合成的蛋白质印迹聚合物有较好的吸附选择性和很高的吸附容量,因而在蛋白质的分离纯化等方面有着潜在的应用前景。