蛋白质印迹结晶性海藻酸钙凝胶微球的制备及特异吸附性研究

• 作 者: 李凌谢
• 出 处: 福州大学
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 海藻酸盐 接枝改性 聚氨酯 蛋白质印迹 吸附

随着科学技术的发展,对蛋白质的研究逐渐成为后基因时代的核心。传统的蛋白质分离技术已经难以满足当今社会发展的需求。蛋白质印迹聚合物具有与模板分子尺寸、形状和构象相匹配的印迹孔穴和位点,对模板分子具有特异识别性能,是一种可用于蛋白质吸附、分离的新型材料。海藻酸钙水凝胶材料具有来源广泛、价格低廉和生物相容性良好等优点,已应用于蛋白质分子印迹材料的制备及相关性能研究。但是其在重结合过程中易溶胀,降低材料的结合量以及识别特异性。本课题为了控制海藻酸钙凝胶微球的溶胀度,通过自由基接枝聚合的方法制备了聚氨酯接枝改性海藻酸钙凝胶微球(PU-g-CaA),并以此产物为印迹基材,以牛血清白蛋白(BSA)为模板分子,制备印迹聚合物材料。本文首先利用FTIR、13CNMR、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、热重(TG)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)等方法表征改性产物并将改性前后小球的溶胀度进行比较。研究表明PU和海藻酸盐之间发生了接枝聚合反应,且改性后材料的表面形貌发生变化,热稳定性能提高,溶胀度降低。其次,通过考察制备体系预组装pH值、蛋白质浓度、洗脱液种类及pH和改性凝胶基材的接枝率对印迹微球(MIPs)吸附量和印迹效率的影响,而获得最佳制备工艺:选用接枝率为20%的改性产物为印迹基材,控制体系的pH值为4.1,蛋白质浓度为2 mg/mL,采用pH为7.5且含0.09 mol/L Ca2+的Tris-HCl缓冲溶液洗脱模板分子,持续时间为750 min。同时研究了外界环境条件对印迹效果的影响。结果表明,当环境温度为20℃时,MIPs在含有0.09mol/LCa2+且pH值为4.6的BSA溶液中具有最好的印迹效果。动力学研究表明印迹微球吸附速率随吸附时间延长而降低;在120 min时达到吸附平衡。吸附热力学表明MIPs的吸附量不会随着吸附液浓度的增加而无限增大;当浓度为4 mg/mL时达到热力学吸附平衡。最后考察了 MIPs对不同蛋白质的特异性吸附能力和重复使用性能,对比了PU-g-CaA和CaA印迹微球的差异。研究表明,改性后材料的选择性得到提高;且经过反复的洗脱、吸附过程后,仍具有较好的选择性。