固定化金属离子亲和色谱技术被广泛应用于重组蛋白纯化、修饰蛋白及多肽的富集、废水处理以及分子间相互作用研究等众多领域,效果卓著。但目前被广泛使用的金属离子类型主要局限于镍、铜、锌等少数金属离子。该技术在其他金属离子亲和色谱类型方面的广泛应用还有待研究拓展。铅是水环境污染中常见的重金属元素,毒性显著,极易被人体吸收和富集,对机体多个系统造成严重损伤。铅过量摄入引起中毒事件时有发生,特别是儿童铅超标现象普遍存在,对儿童智力发育和生理健康形成广泛影响。目前对其毒性机制的了解还未十分清晰。铅在机体内的吸收、转运、存储过程和分子途径还未被完全解释,与蛋白酶体系的结合特性还存在争议。临床上使用的铅中毒解毒药物种类较少,且均会对人体产生副作用。因此,深入了解铅的吸收、转运、存储过程和毒性机制,寻找有助于排铅的铅结合与解毒药物具有重要意义。本论文利用固定化金属离子亲和色谱技术,将铅离子亲和色谱技术应用于铅结合蛋白质表达谱分析,以及铅结合活性天然产物的筛选研究。采用Immobilized metal ion affinity chromatography（IMAC）技术筛选出了 Pb-IMAC 结合蛋白种类,进一步了解铅在生物体内的吸收、转运、存储、代谢和外排机制;另一方面,利用Pb-IMAC技术筛选与Pb具有较高结合能力,具有开发为排铅药物潜力的小分子天然产物。具体研究内容与成果简述如下:第一章对固定化金属离子亲和色谱和铅中毒进行了详细介绍。综述了固定化金属离子亲和色谱的发展历程,应用情况,存在不足和发展趋势;介绍了铅毒性以及铅污染对人群健康的危害,临床治疗药物现状,以及存在问题。提出开展固定化铅亲和色谱技术,在铅结合蛋白质组学研究和铅结合活性天然产物筛选方面的研究目的和意义。第二章介绍了固定化铅亲和色谱填料IDA-BGDE-G25的合成研究,通过合成原料摩尔比值、反应体系pH、反应温度等合成反应条件的优化,测定了不同合成条件对环氧基含量、亚氨基二乙酸（IDA）含量等关键合成指标的影响,建立并优化了固定化铅亲和色谱填料的两步合成法。BGDE-G25最佳反应条件:填料湿重1g时,2 mL BGDE,1 mL 0.6 mol L-1氢氧化钠,2 mg硼氢化钠,反应温度32.5℃,反应时间8 h;IDA-BGDE-G25最佳合成条件:填料湿重1 g时,n（IDA）:n（oxirane）=9,pH 10.50,碳酸氢钠浓度为 2.00 mol L-1,反应温度为 55.0℃,反应时间为24小时。合成的固定化铅亲和色谱填料,铅离子结合量115.55 μmol mL-1,铅结合条件为31 mmol L-1醋酸铅溶液,铅离子解离的洗脱条件为0.1 mol L-1 EDTANa2,pH为6.80。合成的固定化铅亲和色谱填料在更高合成效率的情况下与文献中的金属离子结合水平相当,适用于本论文后续相关研究。第三章利用合成的固定化铅亲和色谱填料进行铅结合蛋白质表达谱研究。以重金属污染与富集的典型模式生物牡蛎为模型,用非标记nano-LC-MS/MS蛋白质组学方法,研究了铅暴露前后,牡蛎鳃组织铅结合蛋白质表达谱的差异。结果发现,铅柱与空白柱相比,捕获的蛋白种类和数量存在显著差异,具有较好的特异性。从铅暴露比未暴露的牡蛎鳃蛋白组中筛选获得更多的Pb-IMAC结合蛋白,这些蛋白中,7种与金属结合相关,Enkurin、Lachesin等22种Pb-IMAC结合蛋白,均为首次发现可能与铅离子有较高的亲和力。发现的Pb-IMAC结合蛋白涉及信号传导、蛋白折叠、蛋白质转录、氧化还原等生物学过程,且这些蛋白有一定的关联性,可为进一步了解和解释铅的吸收、结合、转运、储藏及毒性机制提供思路,同时为开发新的铅解毒药物提供帮助。第四章采用自制的固定化铅亲和色谱填料筛选铅结合天然产物。采用具有排铅作用的绿茶做样本,用LC-MS/MS代谢组学方法对比分析铅柱和镍柱富集成分差异,筛选出表没食子儿茶素（EGC）这一铅结合天然产物。文献查阅和结构分析双重验证EGC与铅具有很高的结合能力,为排铅药物研发提供了先导化合物。与其同属儿茶素类的其他化合物也有望成为新的排铅化合物。第五章对目前的研究工作进行总结,并根据现有研究成果做后续展望。