论文部分内容阅读
分子印迹聚合物(MIP)技术在生命科学、生物技术、环境科学、医学、药学以及食品工业等各个领域均有较好的应用前景。但是,一些尚未解决的问题限制了其更广泛的应用。传统的印迹技术方法难以适合生物大分子的印迹,或获得的MIP性能难以满足要求。解决蛋白质等生物分子的MIP的制备、表征及其在接近生理条件下的应用等问题更具有重要的学术意义和应用价值。
本论文拟将分子印迹聚合物与石英晶体微天平生物传感器结合起来,尝试在电极表面原位合成蛋白质的分子印迹聚合物,并对所发展的方法和分子印迹聚合物进行表征和研究。论文共四章,其主要内容如下:
第一章,综述了分子印迹聚合物技术的基本原理、蛋白质等生物大分子分子印迹技术的现状和问题,以及石英晶体微天平(QCM)生物传感器技术在测定生物分子相互作用方面应用的进展和趋势。
第二章,探讨了用PGMA作为QCM传感器电极表面固定配基分子的涂层,以研究生物分子相互作用的可能性。结果表明,QCM传感器电极表面可以方便地构建牢固的PGMA膜,在相对温和的条件下,无需活化只经一步反应便将肝素固定于膜上形成传感膜,用以探测肝素与ATⅢ之间的相互作用。所测定的肝素与ATⅢ之间相互作用的动力学常数和平衡结合常数,与文献报导的亲和色谱分析结果一致。
第三章,提出并实现了基于真空冷冻干燥法的制备蛋白质分子印迹聚合物的新思路。以血红蛋白为模型蛋白质,以真空冷冻干燥法使模板分子保持其在溶液中的构象,在石英晶体微天平晶片上原位制备了血红蛋白的硬胶MIP,并以QCM对血红蛋白与其MIP的相互作用进行了表征。结果表明该MIP对其模板分子血红蛋白具有明确的高选择性亲和相互作用,其平衡解离常数为KD=1.24×10-5mol1-1。
用所提出的方法制备了以肌红蛋白为模板分子的MIP,并以QCM对肌红蛋白与其MIP的相互作用进行了表征。结果显示,肌红蛋白MIP对其模板分子肌红蛋白具有明确的分子识别效应。
讨论了蛋白质等生物大分子的MIP与其模板蛋白质分子的相互作用的规律,认为生物大分子的MIP与其模板分子的相互作用仍符合发生在MIP上的分子识别的一般规律,但整个分子的空间拓扑结构或整体形状会发挥更为主要的作用的。
提出了“数均响应值”这一新参数,用以考察和比较蛋白质MIP在QCM体系中的分子识别行为。
第四章,以HEMA为功能单体,在QCM晶片电极上原位合成了肌红蛋白的MIP薄膜。QCM测定表明,所合成的MIP膜对肌红蛋白表现出了明显的选择性识别能力。提高交联度可改善MIP膜对模板分子的选择性。