修飾玉米芯親和吸附劑的制備及對(duì)蛋白質(zhì)的吸附研究.pdf

1、蛋白質(zhì)(protein)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。因此,人類(lèi)對(duì)蛋白質(zhì)的研究越來(lái)越多,而各種蛋白質(zhì)的分離純化工作也成為生物化學(xué)中的一項(xiàng)艱巨而繁重的任務(wù)。本文選用天然生物質(zhì)—玉米芯作為研究對(duì)象,其表面含有豐富的羥基等官能團(tuán),易于交聯(lián)、修飾,且玉米芯在我國(guó)來(lái)源廣泛、價(jià)廉易得,降低了制備吸附劑的成本。但玉米芯作為一種生物吸附劑存在吸附選擇性差、再生較困難等多種問(wèn)題。很多文獻(xiàn)報(bào)道了用酸化、堿化等簡(jiǎn)單的物理化學(xué)方法來(lái)改善玉米芯的吸附性

2、能,結(jié)果均不理想。針對(duì)以上問(wèn)題,本文以玉米芯為原料,通過(guò)交聯(lián)、修飾反應(yīng),用不同金屬離子螯合制得一批新的吸附劑。研究了吸附劑對(duì)溶菌酶、牛血清白蛋白、過(guò)氧化氫酶三種蛋白質(zhì)的吸附行為。具體工作如下:
　　1、將玉米芯預(yù)處理得到玉米芯纖維素,通過(guò)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)、亞氨基二乙酸修飾,再用金屬銅離子螯合制得吸附劑,借紅外光譜、XPS能譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。以溶菌酶、牛血清白蛋白、過(guò)氧化氫酶為吸附對(duì)象進(jìn)行了一系列吸附條件實(shí)驗(yàn)(包括溶液的酸度、蛋白質(zhì)的

3、初始濃度、離子強(qiáng)度等)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),吸附溶菌酶的最佳吸附條件為pH11.0、25℃、吸附12h,最大吸附容量為308.7mg.g-1。Langmuir吸附模型更適合模擬金屬銅離子螯合親和吸附劑吸附溶菌酶的吸附等溫線(R2>0.99),擬合的理論最大吸附容量為307.6mg.g-1,與實(shí)驗(yàn)值接近。將金屬螯合吸附劑用于提取雞蛋清中的溶菌酶,用pH8.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為96.6％,活力收得率為72.1%,純化倍

4、數(shù)為28.6。用該吸附劑吸附牛血清白蛋白的最佳吸附條件為pH7.0、25℃、吸附12h,最大吸附容量為71.03mg.g-1。吸附過(guò)氧化氫酶的最佳吸附條件為pH6.5、25℃、吸附24h,最大吸附容量為120.3mg.g-1。Freundlich吸附模型更適合模擬吸附劑吸附過(guò)氧化氫酶的吸附等溫線(R2>0.98)。將該金屬螯合吸附劑用于提取豬心肌中的過(guò)氧化氫酶,用pH9.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為52.85%,

5、活力收得率為58.4%,純化倍數(shù)為8.6。
　　2、用金屬鋅離子螯合制得鋅親和吸附劑,以溶菌酶、牛血清白蛋白、過(guò)氧化氫酶為吸附對(duì)象進(jìn)行了一系列吸附條件實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,吸附溶菌酶的最佳吸附條件為pH9.9、25℃、吸附2h,最大吸附容量為344.4mg.g-1。Langmuir吸附模型更適合模擬金屬鋅離子螯合親和吸附劑吸附溶菌酶的吸附等溫線(R2>0.99),擬合的理論最大吸附容量為346.96mg.g-1,與實(shí)驗(yàn)值接近。將金屬

6、螯合親和吸附劑用于提取雞蛋清中的溶菌酶,用pH8.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為91.9%,活力收得率為50.4%,純化倍數(shù)為26.6。吸附牛血清白蛋白的最佳吸附條件為pH3.0、25℃、吸附10h,最大吸附容量為121.3mg.g-1。吸附過(guò)氧化氫酶的最佳吸附條件為pH8.0、25℃、吸附24h,最大吸附容量為30.4mg.g-1。Langmuir吸附模型更適合模擬吸附劑吸附過(guò)氧化氫酶的吸附等溫線(R2>0.99

7、),擬合的理論最大吸附容量為31.7mg.g-1,與實(shí)驗(yàn)值接近。將金屬螯合吸附劑用于提取豬心肌中的過(guò)氧化氫酶,用pH9.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為66.9%,活力收得率為73.8%,純化倍數(shù)為10.3。
　　3、將螯合鐵離子的吸附劑用于溶菌酶、牛血清白蛋白、過(guò)氧化氫酶的吸附并進(jìn)行了比較。探索了溶液酸度、蛋白質(zhì)的初始濃度、NaCl的濃度等因素對(duì)吸附的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),吸附溶菌酶的最佳吸附條件為pH8.5、25

8、℃、吸附4h,最大吸附容量為283.1mg.g-1。Langmuir吸附模型更適合模擬金屬鐵離子螯合吸附劑吸附溶菌酶的吸附等溫線(R2>0.99),擬合的理論最大吸附容量為282.2mg.g-1,與實(shí)驗(yàn)值接近。將金屬螯合吸附劑用于提取雞蛋清中的溶菌酶,用pH7.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為87.8%,活力收得率為64.6%,純化倍數(shù)為33.5。吸附牛血清白蛋白的最佳吸附條件為pH3.0、25℃、吸附12h,最大吸

9、附容量為99.4mg.g-1。吸附過(guò)氧化氫酶的最佳吸附條件為pH7.0、25℃、吸附24h,最大吸附容量為139.9mg.g-1。Freundlich吸附模型更適合模擬吸附劑吸附過(guò)氧化氫酶的吸附等溫線(R2>0.98)。將金屬螯合吸附劑用于提取豬心肌中的過(guò)氧化氫酶,用pH9.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為55.9%,活力收得率為62.3%,純化倍數(shù)為12.1。
　　4、選用金屬鎳為螯合劑制得新的吸附劑,以溶菌

10、酶、牛血清白蛋白、過(guò)氧化氫酶為吸附對(duì)象進(jìn)行了吸附條件的探索,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,吸附溶菌酶的最佳吸附條件為pH10.0、25℃、吸附8h,最大吸附容量為280.9mg.g-1。Langmuir吸附模型更適合模擬金屬鎳離子螯合吸附劑吸附溶菌酶的吸附等溫線(R2>0.99),擬合的理論最大吸附容量為279.0mg.g-1,與實(shí)驗(yàn)值接近。將金屬螯合吸附劑用于提取雞蛋清中的溶菌酶,用pH7.0、1.0mol.L-1NaSCN溶液洗脫,洗脫率為88.1

11、%,活力收得率為43.8%,純化倍數(shù)為14.3。吸附牛血清白蛋白的最佳吸附條件為pH3.0、25℃、吸附12h,最大吸附容量為69.0mg.g-1。吸附過(guò)氧化氫酶的最佳吸附條件為pH8.0、25℃、吸附24h,最大吸附容量為21.5mg.g-1。Langmuir吸附模型更適合模擬吸附劑吸附過(guò)氧化氫酶的吸附等溫線(R2>0.91),擬合的理論最大吸附容量為21.7mg.g-1,與實(shí)驗(yàn)值接近。將金屬螯合吸附劑用于提取豬心肌中的過(guò)氧化氫酶,用