纳米水凝胶颗粒的制备及其在生物识别中的应用

• 作 者: 易达
• 出 处: 北京理工大学
• 发表日期: 2016年01期
• 关键词: 纳米水凝胶颗粒 组氨酸标签多肽 DNA分离 毛细管电泳

纳米水凝胶颗粒（Nanoparticles hydrogel,NPs）是一类可溶于水、生物相容性好、且对生物分子具有很强亲和性的高分子聚合物纳米材料,近年来已引起广泛关注,并成功应用在对多肽、蛋白、DNA等生物分子的识别分离中。本研究采用沉淀聚合法,单体采用温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）、亲电性单体（如丙烯酸、甲基丙烯酸等）和疏水性单体（如N-叔丁基丙烯酰胺TBAm、环糊精等）,通过改变单体配方,在水溶液中合成了一系列纳米水凝胶颗粒,经扫描电镜观察,形貌均一,且动态光散射实验证实,纳米小球分散性好、粒径分布均匀,分别在40-380 nm范围内。首先将制备的NPs应用于目标多肽（LEVLFQGP、DITNPINLREG）及其分别在C端和N端增加组氨酸标签（His₆-tagged）的肽链的亲和性研究。实验表明,静电作用、疏水作用、氢键作用是NPs-多肽间主要的相互作用力。同时,NPs对多肽的亲和识别能力也与多肽本身的等电点以及识别体系中pH值、离子强度有关。此外,通过组氨酸标签多肽,可以大幅度提高NPs对多肽的亲和能力。在35℃,pH值为5时NPs对HHHHHHHHDITNPINLREG吸附率是DITNPINLREG的25倍,对HHHHHHLEVLFQGP吸附率是LEVLFQGP的15倍,吸附平衡时间都为60 min。另外,由于制备NPs的配方中采用了温敏性单体与pH敏感性单体,因此NPs具有温敏性与pH敏感性,LCST为5℃,临界pH为5,本文也研究了利用其温敏性与pH敏感性吸附解吸多肽。其次,采用毛细管电泳法,将NPs用于DNA的分离。尝试了动态涂层法、温敏性凝胶法与整体柱法三种方法预处理毛细管柱,其中动态涂层法能在5分钟内完全分离DNA混合样品（20 nt、50 nt、80 nt）。