分子印迹聚合物的制备及其在转铁蛋白研究中的应用

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分子印迹聚合物(MIP)具有特异性的结合位点,对目标分子表现出超高的选择性,是一种人工合成的“模拟抗体”。表面印迹技术是一种在基质表面产生印迹位点的方法,常用于制备蛋白质或多肽印迹聚合物。与传统的本体印迹相比,该方法克服了从聚合物网络中去除印迹蛋白的困难。蛋白特异性表面印迹聚合物(SMIP)已被广泛报道,但SMIP不可避免地存在识别位点少、识别效率低等缺点。因此,增加比表面积和识别位点数量的方法对提高SMIP的捕获效率非常重要。通过多位点结构增加特异性结合位点的策略受到了广泛的关注。为了对分子印迹材料在大分子蛋白分离与识别中的应用做进一步的研究和探索,本文主要研究内容如下:(1)以磁性Fe3O4纳米粒子为载体,聚糖和多肽为双表位模板,丙烯酸锌、4-乙烯基苯硼酸和N-异丙基丙烯酰胺为功能单体,采用蒸馏沉淀聚合法制备出具有转铁蛋白(Trf)特异性识别能力的双表位分子印迹聚合物Fe3O4@DEMIP,并将其用于特异性识别生物样品中转铁蛋白。实验结果表明,Fe3O4@DEMIP对Trf表现出优异的特异性识别能力,具有高吸附量和高印迹因子,其吸附量为43.96 mg/g,印迹因子约6.60。吸附实验表明Fe3O4@DEMIP具有p H、温度和磁敏特性,可实现温度和p H值控制的目标蛋白的识别和释放以及磁快速分离。此外,在最优条件下,Fe3O4@DEMIP结合高效液相色谱(HPLC)分析已成功用于生物样品中Trf的特异性识别。表明该方法可用于复杂生物系统中生物大分子的特异性识别与分离。(2)采用表面印迹和表位印迹结合的策略,以吡咯和3-氨基苯硼酸为功能单体,在聚糖和多肽双表位模板存在下,利用循环伏安法将可特异性识别转铁蛋白的分子印迹聚合物电聚合在羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的玻碳电极(GCE)表面,得到传感器GCE@MWCNTs-MIP,并将其用于生物样品中转铁蛋白的特异性识别及含量测定。研究结果表明,多壁碳纳米管修饰玻碳电极、双表位模板、吡咯和3-氨基苯硼酸双功能单体的结合,使得制备的传感器对转铁蛋白具有超灵敏和选择性识别性能。该传感器对转铁蛋白的线性响应范围为0.1μM-1.25μM,检出限为0.024μM(3δ/S),且表现出良好的重现性、重复性和稳定性。此外,已将GCE@MWCNTs-MIP成功应用于血清样品中转铁蛋白的检测,加标回收率为94.70%~105.96%,RSD为2.64%~5.32%,表明该电化学传感器可用于生物样品中转铁蛋白的检测。
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