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分子印迹技术是以分子识别理论为基础,制备对特定分子具有选择性功能的高分子聚合物的一种技术。分子印迹的原理为:模板分子在单一或混合溶剂中与功能单体形成复合物,在交联剂作用下模板分子周围形成网状高分子聚合物,除去聚合物中的模板分子,聚合物上就得到与模板分子在三维空间上匹配且带有特定功能基团的孔穴,该孔穴可以选择性识别模板分子。化学和物理性质稳定的分子印迹聚合物在传感器研究、色谱填料、生物材料模拟、酶和抗体等领域得到了很好的应用。通常模板分子是一些分子量较低的化合物,而由于蛋白质生物大分子本身固有的局限性,较少用作模板分子。
本论文利用分子印迹技术合成了牛血红蛋白的分子印迹聚合物,考察了其吸附性质与分子识别特性,对分子印迹技术在蛋白质分离和识别这一领域的应用作了初步的研究。具体来讲,本论文的工作包括以下三个方面:
一、综述了分子印迹技术的基本理论与蛋白质分子印迹的研究现状及发展前景。
二、紫外光谱法从分子水平考察了摩尔比、溶液pH值、离子强度对功能单体与模板蛋白之间相互作用的影响。采用本体聚合法制备了以牛血红蛋白为模板分子的印迹凝胶聚合物,平衡吸附、单一吸附和混合吸附实验考察了印迹凝胶聚合物的吸附性能与识别性质。实验结果表明,印迹聚合物在水相中对模板蛋白有亲和性与特异性,其分子识别能力很大程度上受着键合位点形状与氢键相互作用的影响。
三、采用光接枝表面印迹法,以引发转移终止剂修饰的聚苯乙烯微球为载体,制备了以牛血红蛋白为模板的分子印迹微球。红外光谱、扫描电镜和元素分析考察了聚合前后载体表面形态的变化,证实了载体表面成功接枝了分子印迹层。并研究了聚合物的吸附和分子识别选择性能。结果表明,采用光接枝表面修饰法制备的分子印迹微球对模板分子有着很好的吸附容量和识别选择性。