Bt蛋白是由苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在芽孢形成过程中产生的一种对鳞翅目、双翅目和鞘翅目幼虫具有高毒力和高特异性杀虫活性的蛋白质伴胞晶体,又称δ-内毒素或杀虫晶体蛋白。由于其具有杀虫活性频谱广、专一性强,对人类和高等动物几乎无毒无害的优点,而被广泛应用于Bt杀虫剂和转Bt基因抗虫作物中。Bt蛋白可以通过转基因作物的植株残体、根及根系分泌物和花粉飘落等途径进入土壤和水体生态系统,其在环境中的残留、富集所引发的环境和生态风险问题已经得到广泛的关注,而现有的检测方法存在很多弊端。因此,如何实现对环境中Bt蛋白的特异性识别、提取、分离和纯化将具有重要意义。仿生亲和吸附剂材料在蛋白质的提取、分离和纯化方面应用较广。依据自然界中生物大分子之间互补的多重相互作用原理,利用常见的疏水性、亲水性和带电性功能单体,通过调节功能单体的种类和配比来合成对目标多肽、蛋白质、多糖等具有不同亲和性的聚合物纳米颗粒,是目前研究非常热门的一种仿生亲和配体制备方法。氨基酸作为多肽和蛋白质的组成单位,如果能被引入到聚合物侧链中,则可通过非共价键如氢键作用力增加形成二级结构以及更高度有序结构的可能性,从而使得聚合物的结构更接近生物大分子。由于氨基酸型聚合物具有生物相容性好、易生物降解、对环境友好等优点,使其在仿生材料、医用材料等方面展现出巨大的应用潜力。因此,N-丙烯酰基-氨基酸可以作为一种理想的功能单体用于仿生亲和聚合物纳米颗粒的合成。本文以氨基酸为原料合成了几种疏水性不同的N-丙烯酰基-氨基酸功能单体,通过调节氨基酸单体与其它亲水性和疏水性单体的配比合成了一系列具有不同亲和性的聚合物纳米颗粒,从合成的聚合物纳米颗粒文库中筛选出一种对Bt Cry1Ab蛋白具有最高亲和力的聚合物纳米颗粒,对其吸附Bt Cry1Ab蛋白的条件进行系统优化,对Bt Cry1Ab蛋白在聚合物纳米颗粒表面的等温吸附、动力学吸附、选择性、吸附-解吸等性能进行综合评价。具体工作包括以下四个部分:1.利用氨基酸与丙烯酰氯发生酰化反应,合成了四种N-丙烯酰基-L-氨基酸单体包括N-丙烯酰基-L-甘氨酸(AGly),N-丙烯酰基-L-丙氨酸(AAla),N-丙烯酰基-L-缬氨酸(AVal),N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸(APhe),采用1H NMR、FT-IR方法对合成的N-丙烯酰基-L-氨基酸单体进行结构表征;通过调节这四种N-丙烯酰基-L-氨基酸单体与N-叔丁基丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺的配比,采用沉淀聚合法制备出一系列具有氨基酸侧链的聚合物纳米颗粒AGly-NPs,AAla-NPs,AVal-NPs,APhe-NPs,并对其浓度、产率、粒径、Zeta电位等进行了表征。2.在pH 6.88,10 mM的PBS缓冲溶液中对所合成的聚合物纳米颗粒文库进行初步筛选实验,筛选出对Bt Cry1Ab蛋白具有最高亲和力的聚合物纳米颗粒为APheNP2(APhe 50%,NIPAm 48%);通过对吸附条件如pH、缓冲液浓度和盐浓度的优化,得到最佳吸附条件为:pH 6.0 10 mM PBS缓冲液。3.吸附动力学实验表明APhe-NP2对Bt Cry1Ab蛋白的吸附速率非常快,8 min即可达到吸附平衡;等温吸附实验结果表明APhe-NP2对Bt Cry1Ab蛋白的最大吸附量可达330.8 mg/g。SDS-PAGE结果表明,当缓冲液pH为6.0时,APhe-NP2能够高效吸附Bt Cry1Ab蛋白,而当pH 8.0或10.0时,吸附在APhe-NP2上的Bt Cry1Ab蛋白几乎能够完全解吸下来,表明该聚合物纳米颗粒具有吸附和释放Bt Cry1Ab蛋白的pH响应特性。4.比较了APhe-NP2对Bt Cry1Ab蛋白的同源蛋白,如Bt Cry1Ac蛋白,非同源蛋白,如Bt Cry1F蛋白,以及其它常规蛋白,包括分子量相似、等电点较接近的牛血清白蛋白和人血清白蛋白,分子量及等电点都有很大差异的胃蛋白酶和卵清蛋白的吸附能力。结果发现APhe-NP2对Bt Cry1Ab蛋白及其同源蛋白Bt Cry1Ac具有非常高的吸附容量,而对其它几种蛋白的吸附容量要小得多。因此,APhe-NP2在最佳吸附条件下对Bt Cry1Ab/Ac蛋白具有较好的特异性吸附能力,为其后续用于实际环境样品和转基因作物中Bt蛋白的特异性提取、分离和纯化打下了理论和实践基础。