合成表面蛋白質(zhì)印跡納米粒子的新方法.pdf

1、分子印跡是通過模板聚合的方法,在合成聚合物材料內(nèi)產(chǎn)生人工識別“空穴”(位點),以模擬自然界中的分子識別(如抗原-抗體的特異結(jié)合)。以蛋白質(zhì)為模板的分子印跡聚合物(MIP),在生物分離、生物傳感器、疾病診斷及藥物釋放等領(lǐng)域有望取代昂貴的抗體來選擇性識別目標(biāo)蛋白質(zhì),逐步吸引了廣泛的研究興趣。由于其本身的特性,目前蛋白質(zhì)分子印跡的根本的問題在于:一是蛋白質(zhì)分子在交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)中的傳質(zhì)阻力大；二是不易形成精確的識別位點。所以蛋白質(zhì)MIP常表現(xiàn)出

2、特異結(jié)合容量低、吸附動力學(xué)慢以及吸附選擇性不令人滿意。合成具有高表面積的納米尺度蛋白質(zhì)MIP,極利于解決問題一,故相關(guān)研究倍受關(guān)注,如近年來J.Am.Chem.Soc.上先后報道了沉淀聚合法合成蛋白質(zhì)或多肽印跡納米凝膠的研究。
　　 本文提出了一種合成蛋白質(zhì)印跡納米粒子的新方法-稀溶液中納米粒子的表面接枝共聚法,先在載體納米粒子的表面修飾可聚合雙鍵,再將其分散到含有模板蛋白質(zhì)、功能單體和交聯(lián)劑的預(yù)聚合水溶液中進行自組裝。采用很稀

3、的單體濃度,可避免引發(fā)聚合后反應(yīng)體系的凝膠化,但在納米粒子的表面可發(fā)生接枝共聚反應(yīng),形成核-殼結(jié)構(gòu)的表面蛋白質(zhì)印跡納米粒子。其優(yōu)點在于:印跡粒子的其大小和形態(tài)主要取決于初始載體粒子:印跡位點分布在較薄的殼層,可接性好；還可以通過載體粒子賦予印跡粒子其它功能(如磁性)。
　　 為初步證明這一方法的可行性,首先通過St(o)ber法合成了SiO2納米粒子,再通過甲基丙烯酰(3-三甲氧基硅烷)丙酯(MPS)的修飾以在其表面引入可聚合雙

4、鍵(SiO2-MPS)。以SiO2-MPS為載體,以丙烯酰胺和其它兩種離子性單體為功能單體,合成了表面印跡溶菌酶的核-殼粒子(Lys-MIP)。水溶液中單體濃度為0.4wt％時,聚合后反應(yīng)體系無明顯凝膠化,且TEM研究顯示聚合后的印跡粒子保持載體粒子原有的單分散形貌,不粘連。結(jié)合XPS和TG的表征結(jié)果,可推斷聚合后在載體粒子表面形成了很薄的聚合物層。吸附模板時,印跡粒子顯示出非?？斓奈絼恿W(xué),5 min以內(nèi)就達到了吸附平衡。選擇其它具

5、有不同分子量和等電點的多種蛋白質(zhì)為參照,與非印跡聚合物(NIP)相比,Lys-MIP對模板蛋白質(zhì)有明顯的選擇性。以等電點和分子量都相近的細(xì)胞色素c(Cyt c)為參考蛋白質(zhì)的競爭吸附實驗時,Lys-MIP表現(xiàn)出更明顯的模板吸附選擇性。
　　 我們進一步合成了表面同時含有可聚合雙鍵和羧基的馬來酸修飾納米粒子(SiO2-COOH),并以此為載體合成表面印跡Lys的核一殼結(jié)構(gòu)納米粒子。TEM和TG研究證實,聚合后Lys-MIP和NIP