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生物大分子印跡聚合物制備

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    蛋白質(zhì)分子印跡聚合物研究1996年,瑞典大學(xué)Hjertén等[4]采用包埋法,以丙烯酰胺為單體合成了低交聯(lián)度的凝膠,對(duì)血紅蛋白、生長激素、紅細(xì)胞色素、肌紅蛋白和核糖核酸酶等進(jìn)行了印跡。經(jīng)過含10%SDS的乙酸(10%)溶液洗脫模板分子,得到具有良好選擇性的MIP,從而開啟了蛋白質(zhì)分子印跡聚合物研究的大門。

    表面法制備蛋白質(zhì)MIP,最早是將糖蛋白轉(zhuǎn)鐵蛋白在溶液中與硼酸酯硅烷發(fā)生作用,然后在多孔硅膠顆粒上進(jìn)行聚合。由于硼酸酯基團(tuán)能通過酯基與糖和糖蛋白發(fā)生可逆反應(yīng),因此硼酸酯硅烷與轉(zhuǎn)鐵蛋白的預(yù)結(jié)合使得硼酸酯基團(tuán)能正確排列,因此保證了印跡位點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)鐵蛋白的特異性。另一種表面印跡技術(shù)是在金屬離子(Cu2+)和核糖核酸酶A[13]存在的情況下,利用金屬螯合單體在活化的硅膠顆粒上進(jìn)行聚合。由于核糖核酸酶A存在兩個(gè)暴露在分子表面的組氨酸可以與兩個(gè)金屬螯合分子進(jìn)行螯合作用,在聚合過程中金屬螯合分子固定到硅膠表面并生成特異性結(jié)合部位。1999年,Shi等,提出了平板表面印跡方法,蛋白質(zhì)首先被吸附在云母上,然后用二糖分子包在被吸附的蛋白質(zhì)上,二者通過氫鍵結(jié)合,再在糖分子表面聚合上一層熒光聚合物薄層,最后除去云母,溶解掉蛋白質(zhì)分子,就生成了具有蛋白質(zhì)形狀孔穴的聚二糖表面印跡聚合物。2004年,Ramanaviciene等采用電聚合方法在電極表面合成牛白血病病毒糖蛋白分子印跡聚合物,并利用脈沖安培法對(duì)樣品中的模板分子進(jìn)行了檢測。最近,李永等將蛋白質(zhì)固定在表面覆蓋鋁膜的納米管上,以丙烯酰胺為單體,亞甲基丙烯酰胺為交聯(lián)劑聚合,而后用NaOH溶解納米管和鋁膜,洗脫模板蛋白后納米線聚合物表面則留下特異性識(shí)別孔穴,其對(duì)目的蛋白具有特異性吸附能力。

    在微球表面進(jìn)行蛋白印跡同樣取得很大進(jìn)展,南開大學(xué)課題組制備了殼聚糖微球,進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾,以磷酸緩沖液為溶劑制備了血紅蛋白分子印跡聚合物,對(duì)模板分子的分離效果良好,并且具有很強(qiáng)的特異性。Shiomi等。在胺基化硅膠顆粒表面引入醛基,并采用共價(jià)方法印跡了血紅蛋白并對(duì)模板分子進(jìn)行了分離。天津大學(xué)龐興收等。采用反相種子懸浮聚合法,在磷酸鹽緩沖液中利用丙烯酰胺和亞甲基雙丙烯酰胺制備凝膠微球,在其表面對(duì)牛血清白蛋白(BSA)進(jìn)行印跡,聚合微球?qū)δ0宸肿泳哂辛己玫奶禺愋晕侥芰头蛛x能力(分離因子α為3.54),這些具有窄分布的球形粒子非常適合于色譜分析。

    利用抗原肽制備蛋白分子印跡聚合物也有相關(guān)報(bào)道,此法是由Rachkov等人在2001年提出:其原理來源于自然界中的相似方法,即抗體在識(shí)別抗原時(shí)只與抗原的小部分,即抗原表位(抗原決定基)發(fā)生作用。該法是采用與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中暴露在表面的肽鏈相同的短肽作為模板分子制備MIP,此MIP不僅可識(shí)別該肽,也可以識(shí)別整個(gè)蛋白質(zhì)分子。2004年,該課題組利用該方法在水相中合成了Sar1,Ala血管緊張素II的分子印跡聚合物,并以高效液相色譜分離了血管緊縮素Ⅱ和模板分子SA的混合物,考察了流動(dòng)相的pH值、磷酸鹽緩沖溶液的濃度、流動(dòng)相中乙腈的含量對(duì)被分析物保留因子的影響。Tai等人利用該方法,首先合成登革熱病毒表面NS1蛋白抗原肽,以丙烯酸和丙烯酰胺為單體,采用紫外光引發(fā)聚合,在QCM電極表面制備了針對(duì)NS1蛋白的MIP,依據(jù)頻率改變檢測登革熱毒NS1蛋白最低濃度為5ng/mL.

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主講老師:劉 楝老師

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