论文部分内容阅读
手性是生命体的基本属性,组成生命体的物质大多都具有手性,如多糖、蛋白质、抗体、激素、酶、核苷酸等。组成蛋白质的基本单元氨基酸,以游离的方式在生命体内机体的调节与代谢的过程中发挥着很重要的作用。因此,研究氨基酸的拆分有着广泛的应用前景。在氨基酸拆分上,已经有了不少的研究,但在实现对氨基酸高效、规模化、低成本的拆分上存在着不足。设计与发展识别分离率高、成本低、选择性高的拆分方法是一项具有挑战性的难题。本研究应用了表面分子印迹技术并制得了具有良好特异选择性能的L-谷氨酸表面印迹材料MIP-PDAC/PSA和MIP-PSSS/PSA。首先将原材料PSA放置在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中浸泡,使PSA表面的氨基活化,在其表面通过自由基引发接枝聚合反应,将单体对苯乙烯磺酸钠（SSS）接枝在PSA的表面,制备出接枝微粒PSSS/PSA。通过红外光谱法对接枝聚合物PSSS/PSA进行表征,研究在制备过程中溶剂、温度、单体的用量、引发剂的量及反应时长等单因素条件对接枝度的影响,利用氨基的碱性特征,使用滴定法检测SSS的接枝率,同时利用接枝聚合物PSSS/PSA与谷氨酸分子上的氢键作用力,实现PSSS/PSA对谷氨酸的吸附,通过对吸附过程中的各个条件的探索,考察了聚合物PSSS/PSA与谷氨酸分子之间的最佳吸附条件。结果表明,在0.2000g改性后的PSA中加入溶剂42mL(V甲醇:V水=5:2),单体SSS质量分数为总溶液的1.2%,引发剂过硫酸铵占单体质量分数的0.8%,反应温度为50℃,反应时间8h,可制得接枝度最大为230.27mg/g的PSSS/PSA接枝微粒;在温度30℃,吸附时间t=3h,pH=4时PSSS/PSA对L-谷氨酸的最大吸附量为120mg/g。将原材料PSA放置在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中浸泡,使PSA表面的氨基活化,在其表面通过自由基引发接枝聚合反应,将单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）接枝在PSA的表面,制备出接枝微粒PDAC/PSA。通过红外光谱法对接枝聚合物PDAC/PSA进行表征,研究在制备过程中溶剂、温度、单体的用量、引发剂的量及反应时长等单因素条件对接枝度的影响,利用氨基的碱性特征,使用滴定法检测DAC的接枝率,同时利用接枝聚合物PDAC/PSA链上的氢键与谷氨酸分子上的氢键作用力和静电作用,实现PDAC/PSA对谷氨酸的吸附,通过对吸附过程中的各个条件的探索,考察了聚合物PDAC/PSA与谷氨酸分子之间的最佳吸附条件。结果表明,最佳制备条件为,在0.2000g改性后的PSA中加入40mL乙醇,单体DAC质量分数为总溶液的6%,引发剂过硫酸铵1.2%,反应温度为50℃,反应时间8h,可制得接枝度最大为433.50mg/g的PDAC/PSA接枝微粒;在温度30℃,吸附时间t=2.5h,pH=4时PDAC/PSA对L-谷氨酸的最大吸附量为141mg/g。接枝聚合物大分子链PSSS可与L-谷氨酸分子形成强的氢键相互作用。以此为基础,本研究以SSS为功能单体,在水相介质中制备了表面印迹材料MIP-PSSS/PSA。通过本课题组建立的“接枝聚合与交联印迹同步进行”的表面印迹技术,以L-谷氨酸为模板分子,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,在过硫酸铵引发作用下,成功地进行了L-谷氨酸分子的表面印迹;通过静态吸附与动态吸附两种方法,考察了L-谷氨酸表面印迹材料MIP-PSSS/PSA对模板分子的结合能力与选择识别特性,以及考察了其对手性谷氨酸的拆分性能。研究结果表明,L-谷氨酸表面印迹材料MIP-PSSS/PSA具有良好的识别选择性和对映体拆分性能:相对于D-谷氨酸,印迹材料MIP-PSSS/PSA对L-谷氨酸的选择性系数k为4.65;另外,影响印迹材料识别选择性与手性拆分能力的主要因素为温度、交联剂MBA以及模板分子的用量:温度为30℃,交联剂MBA与单体SSS物质量之比为1:5,L-谷氨酸与单体SSS的物质量之比为1:250时表现出L-Glu单一对映体印迹材料对Glu的外消旋体溶液具有良好的拆分性能。接枝聚合物大分子链PDAC可与谷氨酸分子产生氢键作用与静电作用。基于此,本研究以DAC为功能单体,在乙醇和水（V1:V2=3:7）溶液中制备了L-谷氨酸分子表面印迹材料MIP-PDAC/PSA。以DAC为功能单体,L-谷氨酸为模板分子,MBA为交联剂,在过硫酸铵引发作用下,成功地实施了L-谷氨酸分子的表面印迹,制备了L-谷氨酸分子表面印迹材料MIP-PDAC/PSA;采用静态吸附与动态吸附两种方法,考察了表面印迹材料MIP-PDAC/PSA对谷氨酸的结合与识别特性,以及其对手性谷氨酸的拆分性能。研究结果表明,L-谷氨酸表面印迹材料MIP-PDAC/PSA对L-谷氨酸具有特异的识别选择性和对映体拆分性能,相对于D-谷氨酸,印迹材料MIP-PDAC/PSA对L-谷氨酸的选择性系数为5.92;另外,影响印迹材料识别选择性与手性拆分能力的主要因素为温度、交联剂MBA以及模板分子的用量:在温度为30℃交联剂MBA与单体DAC物质量之比为1:40,L-谷氨酸与单体DAC的物质量之比为1:250时表现出L-Glu单一对映体印迹材料对Glu的外消旋体溶液具有良好的拆分性能。