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分子印迹聚合物(MIPs)是一种具有分子识别能力的新型高分子材料,由于其具有的预定性、识别性和实用性三大特点而在近年来迅速发展,目前已广泛应用于分离提纯、酶模拟、免疫分析等很多领域。然而以蛋白质为模板的分子印迹聚合物(Protein-MIPs)研究的广度和深度远不如小分子,大大限制了其在生物和医学等领域的应用,因此对Protein-MIPs的研究具有十分重要的意义。
本文首先对国际和国内有关Protein-MIPs的研究历史和现状进行了充分调研,总结归纳并评价了Protein-MIPs的设计策略、主要制备方法及功能单体的选择状况。目前该领域研究中的几个主要问题是:Protein-MIPs的设计、制备盲目性较大,缺少理论指导;识别蛋白质机理的研究相对薄弱等。根据文献调研并结合本课题组的研究现状,提出了论文的研究重点是以硅球为介质表面印迹体系为范例探索Protein-MIPs分离选择性优化条件的研究,并初步分析Protein-MIPs的识别机理。同时尝试Protein-MIPs预组装溶液中模板一单体相互作用的理论研究,以解决设计Protein-MIPs时功能单体的选择缺乏理论指导的问题。
工作中以四乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和正辛基三甲氧基硅烷为功能单体,以牛血清白蛋白为模板分子,采用固定模板蛋白表面印迹的方法在氨丙基衍生的硅球表面制备了溶胶-凝胶MIPs,并以上述体系为例系统研究Protein-MIPs的制备参数。研究发现,硅烷单体的种类及比例,pH,固定模板蛋白的洗脱方法等影响MIPs的分离选择性。我们推测Protein-MIPs的选择性识别是通过印迹孔穴与模板蛋白形状互补及由此产生的众多弱键协同作用共同实现的;疏水力和氢键是其中的主要形式,且疏水力起主导作用。
此外以溶菌酶和蛋白质印迹中常用的两种功能单体丙烯酰胺、丙烯酸为研究对象,以紫外可见吸收光谱法为手段,通过测定结合常数尝试进行预组装溶液中模板一单体相互作用的定性研究。然而实验表明该方法不可行,因此对目前常见的用于蛋白质与小分子相互作用的分析手段进行评价,以找到适宜的方法用于Protein-MIPs预组装溶液的研究。