分子印迹是通过模板聚合的方法,在合成聚合物材料内产生人工识别“空穴”(位点),以模拟自然界中的分子识别(如抗原-抗体的特异结合)。以蛋白质为模板的分子印迹聚合物(MIP),在生物分离、生物传感器、疾病诊断及药物释放等领域有望取代昂贵的抗体来选择性识别目标蛋白质,逐步吸引了广泛的研究兴趣。由于其本身的特性,目前蛋白质分子印迹的根本的问题在于:一是蛋白质分子在交联聚合物网络中的传质阻力大；二是不易形成精确的识别位点。所以蛋白质MIP常表现出特异结合容量低、吸附动力学慢以及吸附选择性不令人满意。合成具有高表面积的纳米尺度蛋白质MIP,极利于解决问题一,故相关研究倍受关注,如近年来J.Am.Chem.Soc.上先后报道了沉淀聚合法合成蛋白质或多肽印迹纳米凝胶的研究。　　 本文提出了一种合成蛋白质印迹纳米粒子的新方法-稀溶液中纳米粒子的表面接枝共聚法,先在载体纳米粒子的表面修饰可聚合双键,再将其分散到含有模板蛋白质、功能单体和交联剂的预聚合水溶液中进行自组装。采用很稀的单体浓度,可避免引发聚合后反应体系的凝胶化,但在纳米粒子的表面可发生接枝共聚反应,形成核-壳结构的表面蛋白质印迹纳米粒子。其优点在于:印迹粒子的其大小和形态主要取决于初始载体粒子:印迹位点分布在较薄的壳层,可接性好；还可以通过载体粒子赋予印迹粒子其它功能(如磁性)。　　 为初步证明这一方法的可行性,首先通过St(o)ber法合成了SiO2纳米粒子,再通过甲基丙烯酰(3-三甲氧基硅烷)丙酯(MPS)的修饰以在其表面引入可聚合双键(SiO2-MPS)。以SiO2-MPS为载体,以丙烯酰胺和其它两种离子性单体为功能单体,合成了表面印迹溶菌酶的核-壳粒子(Lys-MIP)。水溶液中单体浓度为0.4wt％时,聚合后反应体系无明显凝胶化,且TEM研究显示聚合后的印迹粒子保持载体粒子原有的单分散形貌,不粘连。结合XPS和TG的表征结果,可推断聚合后在载体粒子表面形成了很薄的聚合物层。吸附模板时,印迹粒子显示出非常快的吸附动力学,5 min以内就达到了吸附平衡。选择其它具有不同分子量和等电点的多种蛋白质为参照,与非印迹聚合物(NIP)相比,Lys-MIP对模板蛋白质有明显的选择性。以等电点和分子量都相近的细胞色素c(Cyt c)为参考蛋白质的竞争吸附实验时,Lys-MIP表现出更明显的模板吸附选择性。　　 我们进一步合成了表面同时含有可聚合双键和羧基的马来酸修饰纳米粒子(SiO2-COOH),并以此为载体合成表面印迹Lys的核一壳结构纳米粒子。TEM和TG研究证实,聚合后Lys-MIP和NIP粒子的表面都形成了聚合物薄层,并可以看到明显的核-壳结构。与前面SiO2-MPS为载体相比,以SiO2-COOH为核得到的印迹纳米粒子对模板蛋白质的特异吸附容量有很大的增加,吸附选择性也有明显的提高。解释如下:聚合前的自组装时SiO2-COOH表面的羧基可从预聚合溶液中富集模板,聚合时表面羧基与功能单体协调构建印迹位点,从而提高了表面印迹位点的数量(密度)和质量(精确性)。