離子交換過程中界面上蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化.pdf

1、層析技術(shù)是蛋白質(zhì)分離純化最為有效的手段之一，可在相對溫和的條件下獲得高純度目標產(chǎn)物。蛋白質(zhì)在界面上的吸附與解吸（洗脫）過程是層析分離的基礎(chǔ)，但是由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜且受介質(zhì)性質(zhì)和溶液環(huán)境等多種因素的影響，在層析過程中易出現(xiàn)蛋白質(zhì)亞基的解離、多肽鏈破壞和蛋白質(zhì)失活等問題。本文采用不同種類的氨基硅烷對硅片和雙偏振干涉測量儀(DPI)的芯片進行修飾，以牛血清白蛋白（BSA）和免疫球蛋白(IgG)為模型蛋白質(zhì)，借助雙偏振干涉測量儀考察了層析過程中

2、界面上蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化，主要結(jié)果如下：
　　1、首先用三種氨基硅烷對硅片進行修飾，并分別用X射線光電子能譜儀、接觸角測量儀和原子力顯微鏡對其表面元素組成、親疏水性和形貌進行表征，三種氨基硅烷分別為：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（3-aminopropyltriethoxysilane,APTES）、3-(甲氨基)丙基三甲氧基硅烷（(3-methylaminopropyl)trimethoxysilane,MAPTMS和N,N-二乙

3、基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷((3-diethylaminopropyl)trimethoxysilane,DAPTMS)。結(jié)果表明，經(jīng)修飾后的硅片表面出現(xiàn)氮元素，對信號峰出現(xiàn)位置分析修飾后硅片表面物質(zhì)含有C-C鍵、C-N鍵和Si-O鍵。修飾前硅片表面的接觸角是28.4°，經(jīng)APTES、MAPTMS和DAPTMS修飾后硅片的接觸角分別為42.7°、52.2°和53.4°，修飾前后的界面親疏水性發(fā)生明顯變化，進一步證明氨基硅烷被偶聯(lián)在硅片

4、表面。用原子力顯微鏡（AFM）對修飾前后硅片表面進行掃描，氨基硅烷修飾后，硅片表面在形貌、厚度和粗糙度等方面存在顯著差異。
　　2、采用DPI考察了BSA在三種氨基硅烷修飾的芯片表面的吸附及洗脫行為。BSA在APTES修飾的芯片界面上吸附層厚度為1.18nm，發(fā)生了多位點吸附，構(gòu)象變化較大，而且難洗脫。在相同的偶聯(lián)密度條件下，DAPTMS修飾的DPI芯片上BSA吸附量為1.10ng/mm2，高于MAPTMS修飾的芯片，但吸附層厚度

5、基本相同，表明DAPTMS修飾后的芯片上BSA吸附層密度較高。用原子力顯微鏡對吸附在芯片表面的蛋白質(zhì)進行掃描，其掃描結(jié)果與DPI分析結(jié)果一致，證明了配基密度和種類不僅影響界面上蛋白質(zhì)吸附量，而且影響蛋白質(zhì)吸附密度和表面聚集行為。
　　3、采用DPI考察了不同濃度的BSA在DAPTMS修飾的芯片上的吸附行為，結(jié)果表明，三種濃度的BSA在界面上的吸附層厚度和質(zhì)量隨時間的變化趨勢基本一致，而且達到吸附平衡時，吸附層厚度在3.50-4.0

6、0nm之間，吸附質(zhì)量介于1.28-1.42ng/mm2之間，表明蛋白質(zhì)在界面上形成了多圈的結(jié)構(gòu)。
　　4、采用DPI考察了IgG在三種氨基硅烷修飾芯片表面的吸附和洗脫行為，結(jié)果表明，IgG在APTES和DAPTMS修飾芯片表面的吸附層厚度均為4.16nm，吸附質(zhì)量分別為1.25ng/mm2，1.23ng/mm2，在MAPTMS修飾芯片表面的吸附層厚度和質(zhì)量分別為1.00nm，0.45ng/mm2。與BSA在三種界面上的吸附存在差異