【摘 要】
：
内毒素是一种外源性致热原,进入机体易导致炎症、发热等症状,严重时危及生命。因此,在环境、食品以及医药等领域对内毒素进行检测和去除显得尤为必要。建立内毒素的检测和去除方法离不开良好的亲和试剂。聚合物纳米颗粒作为一种高比表面积,高吸附能力的亲和试剂在生物分子的检测和去除方面应用广泛,其优越性能取决于侧链结构中的功能单体。核酸适配体作为一种高吸附力,高特异性的亲和探针已经应用于内毒素的检测。因此,本项目
【基金项目】
：
国家自然科学基金21976064； 中央高校基本科研业务费资助项目26620199PY056；
论文部分内容阅读
内毒素是一种外源性致热原,进入机体易导致炎症、发热等症状,严重时危及生命。因此,在环境、食品以及医药等领域对内毒素进行检测和去除显得尤为必要。建立内毒素的检测和去除方法离不开良好的亲和试剂。聚合物纳米颗粒作为一种高比表面积,高吸附能力的亲和试剂在生物分子的检测和去除方面应用广泛,其优越性能取决于侧链结构中的功能单体。核酸适配体作为一种高吸附力,高特异性的亲和探针已经应用于内毒素的检测。因此,本项目旨在模拟核酸适配体与内毒素之间的亲和作用,制备出一种以核苷为功能单体的聚合物纳米颗粒作为检测和去除内毒素的亲和试剂。主要研究结果如下:1.以脂肪酶为催化剂,对5种天然核苷进行酰基化修饰,成功合成出5种5’-丙烯酰基-核苷单体,分别为5’-丙烯酰基-胸腺嘧啶核苷（5’-AT）、5’-丙烯酰基-尿嘧啶核苷（5’-AU）、5’-丙烯酰基-胞嘧啶核苷（5’-AC）、5’-丙烯酰基-腺嘌呤核苷（5’-AA）和5’-丙烯酰基-鸟嘌呤核苷（5’-AG）。合成的关键是严格控制无水无氧的反应条件,以无水THF或者1,4-二氧六环为反应溶剂合成产率最高。控制滴加速度、温度（60-65°C）和反应时间（24-48 h）,可以最大程度维持酶的活性,减少副产物产生。2.以5’-丙烯酰基-核苷、异丙基丙烯酰胺（NIPAm）以及叔丁基丙烯酰胺（TBAm）等为功能单体,通过调节各种功能单体的种类和配比,采用自由基引发聚合法合成出一个包括100余种核苷类聚合物纳米颗粒的文库,包括5’-AT-NPs、5’-AANPs、5’-AC-NPs、5’-AG-NPs和5’-AU-NPs五大系列。针对核苷单体的特点,对反应体系中的功能单体、引发剂和乳化剂等进行了优化。结果发现:5’-丙烯酰基-核苷单体亲水性较好,当其与疏水性单体TBAm组合时,得到的核苷类聚合纳米颗粒性能较好;5种核苷单体均带负电荷,适合选用阴离子表面活性剂SDS作为分散剂,否则会导致部分核苷类聚合物纳米颗粒发生凝聚现象;聚合物纳米颗粒的产率与引发剂的种类和浓度、反应温度和反应时间有关,过高的引发效率可能导致聚合物纳米颗粒过度聚合而凝结成块,溶液中纳米颗粒的浓度反而很低。例如以APS为引发剂合成5’-AA-NPs时就存在这个问题。最佳合成条件为单体总浓度16.25 mmol,引发剂AIBN 1.2 mg/m L,分散剂SDS 0.4 mg/m L,温度65°C,无氧条件反应3 h。对合成的核苷类聚合物纳米颗粒进行理化性质表征,结果表明其粒径,单分散性以及Zeta电位基本不受缓冲液p H影响,其中,5’-AT-NPs、5’-AA-NPs和5’-AU-NPs产率高、粒径均一、Zeta电位基本稳定在-20 m V以下。3.建立了一种基于荧光定量检测的内毒素仿生亲和配体高通量筛选方法,并对合成的聚合物纳米颗粒文库进行亲和筛选。结果发现,以TBAm和核苷为功能单体合成的聚合物纳米颗粒对内毒素的吸附与核苷单体的配比呈正比,说明核苷单体提供的氢键作用对内毒素-聚合物纳米颗粒的结合起着关键作用。筛选得到最佳的聚合物纳米颗粒为5’-AT-NP 21（40%5’-AT,58%TABm,2%BIS）,该纳米颗粒不仅对内毒素亲和力高,而且粒径均匀,产率高。对其进行条件优化实验,结果发现缓冲液p H值和PBS浓度对5’-AT-NP 21的亲和效果无明显影响,说明核苷类聚合物纳米颗粒对外部环境不敏感,这与带正电荷的亲和配基是完全不一样的,因此可以用于不同水体以及生物制剂等更加复杂的环境中内毒素的去除。吸附热力学和动力学实验结果表明,5’-AT-NP 21对内毒素具有较高的亲和力,最大理论吸附容量可达0.51 mg/g,吸附平衡时间快。
其他文献
药物分子的作用靶点通常为蛋白质,与靶标的识别和动态结合是药物小分子发挥其药理作用的主要途径,因此针对药物-蛋白相互作用机理的研究,在药物设计过程中,发挥着关键的作用。但是蛋白质和药物的构象往往灵活多变,而这种变化性对药物的结合亲和力影响巨大。因此,对蛋白-药物的结构和作用机制的充分评估是十分必要的,而通常的实验手段无法对蛋白构象进行充分采样,分子动力学模拟作为一种强大的模拟计算方法,可以研究蛋白和
我国长江中下游地区,油菜种植一般为稻油轮作,在前茬水稻收获后,接茬油菜种植采用精量联合直播方式,一次性完成耕整地、播种施肥等油菜种植工序,具有轻简高效、节本增产等显著优势。长期的研究与生产实践发现,随着水稻产量的逐年增加,水稻收获后秸秆浮草量大,且稻茬田土壤黏重板结,在秸秆禁烧的条件下,联合直播作业机具易发生触土工作部件缠绕壅堵、种子落在秸秆上难以出苗等问题,稻茬田油菜直播时前茬秸秆浮草处理成为一
生物相关谱（Biologically Relevant Spectrum,BRS）和.三维生物相关谱.（ThreeDimensional Biologically Relevant Spectrum,BRS.-3D）是本课题组提出的两种分子描述符,它们可用于预测化合物的理化性质、ADME/T特性、潜在生物活性,以及虚拟筛选、QSAR分析等方面。由于计算量较大的原因,目前并没有向外部提供BRS和BR
农药的广泛应用使全球粮食生产能够支持人口增长的需求。目前市面上使用的农药以化学农药占主导,然而,不合理的农药施用方式产生了一系列生态环境问题。在新药的开发耗时又耗资的情况下,开发高效、安全、环境友好、低成本的新型农药就显得尤为重要,缓控释农药能较好地满足这些条件。本文以疏水性农药胺苯磺隆（ethametsulfuron-methyl,ESM）和亲水性农药吡虫啉（imidacloprid,IMI）为
棉花生产的天然纤维是纺织工业的重要原料之一。天然彩色棉是指在自然条件下纤维能够呈现出一定色泽的棉花。棕色棉作为彩棉的主要类型,相关研究和应用都最广泛。相比于白棉,棕色纤维减少了纺织过程中所需的漂白印染等工序,进而减少了工业污染和纺织成本。因此,棕色棉成为一种环保资源,同时兼具纺织成品颜色自然、质地柔软、保温等特点。然而,天然棕色棉的产量和纤维品质较白棉差,单纯依靠传统的育种方法很难实现棕色棉产量和
土壤侵蚀威胁全球粮食安全,影响生境质量,阻碍可持续发展。随着粮食需求增长与耕地土壤保护的矛盾日益凸显,防治耕地土壤侵蚀已成为农业生态领域热点问题。各国粮食需求通过农产品贸易得到满足的同时导致耕地土壤侵蚀压力的潜在转移,致使本地发生的侵蚀与异地农产品消费之间存在空间分离现象。明确国际农产品贸易对全球耕地土壤侵蚀的影响对于深入理解土壤侵蚀演变机理、提出合理的侵蚀治理策略意义重大。本研究以2017年全球
病毒流行不仅严重危害人类的健康,而且造成巨大的经济损失,发展抗病毒药物是控制病毒流行的主要手段之一。金属纳米材料具有抗病毒活性及良好的生物相容性,未来有望发展成为新一代的抗病毒药物。如何进一步提高金属纳米材料的抗病毒效果是当前需要解决的一个关键问题。本论文以中药活性成分（甘草酸（GA）、姜黄素（Cur））为修饰试剂,合成了甘草酸修饰的金纳米粒子（GA-Au NPs）及姜黄素修饰的铜簇（Cur-Cu
随着现代社会的不断发展,化石燃料的使用不可避免地造成了环境污染以及能源危机等问题,所以亟需开发绿色、经济以及高效的新型能源来替代化石燃料的使用。氢能源具有来源广泛、危险系数小且二次燃烧无污染的优点,是新型能源的最佳选择。光电化学（PEC）分解水制氢是目前最具潜力的制氢方案,其利用水资源与太阳能这类十分丰富的资源;产物主要为氢气与氧气,对环境无污染。因此,光电化学（PEC）分解水受到了研究者的广泛关
抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）广泛分布于土壤、水体和空气等环境介质中,在近年被国内外环境科学家定义为一种新型环境污染物,严重威胁着全球生态安全。传统畜禽养殖模式高度依赖抗生素,使畜禽肠道微生物选择出高丰度和高多样性的ARGs,其通过养殖粪污或粪肥扩散进入自然环境,促进了环境中ARGs的蓄积。我国自2020年实行饲料禁抗,但近年在饲料禁抗实践中却发
积分器在模拟电路和脉冲数字电路中扮演了重要角色,它的功能包括实现波形转换,相移以及消除失调电压等等。然而,运算放大器所引入的零点漂移以及电容器的充放电过程中产生的固有泄漏误差,使得传统的电阻-电容积分器（RC积分器）无法胜任较长时间内的高精度的积分运算工作。为了解决这一问题,许多基于RC积分器的改良方案被设计并广泛使用在托卡马克装置的积分电路中,但这些改良方案的代价是更复杂的电路和更高的功耗,并且