功能化整体柱的制备及其在分离和酶固定化中的应用

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1、学校代号10532学号S151100937分类号密级硕士学位论文功能化整体柱的制备及其在分离和酶固定化中的应用学位申请人姓名王梦琳培养单位化学化工学院导师姓名及职称姚守拙教授学科专业分析化学研究方向生命科学中的新分析方法论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S151100937密级：湖南大学硕士学位论文功能化整体柱的制备及其在分离和酶固定化中的应用学位申请人姓名：王梦琳导师姓名及职称：姚守拙教授培养单位：化学化工学院专业名称：分析化学论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：201

2、8年5月答辩委员会主席：蔡青云教授PreparationofFunctionalizedMonolithicCapillaryColumnandTheirApplicationsinIsolationandEnzymeImmobilizationbyWangMenglinB.S.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinAnal

3、yticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYAOShouzhuoMay,2018I硕士学位论文摘要毛细管整体柱是一种采用原位聚合方法制备的新型色谱柱，由于具有制备方法简单、传质性能优异、结构均匀以及通透性良好等优点，其在很多领域扮演着重要的角色。根据整体柱基质材料的不同，毛细管整体柱可分为有机聚合物整体柱和无机硅胶整体柱以及有机-无机杂化整体柱。尽管整体柱的应用越来越广，但其也存在瓶颈问题，如稳定性

4、不足和功能单体有限等。这些问题大大制约了整体柱的可持续发展，因此寻找合适的聚合功能单体非常有必要。基于此，本论文旨在开发新型的毛细管整体柱，开展整体柱的多元化研究及应用。1．基于1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪（TAT）的高反应活性和易产生高交联结构的特性，以其作为交联剂，将甲基丙烯酸（MA）引入整体柱制备出一种亲水性强的整体柱。经优化和表征后得到的有机聚合物整体柱结构均匀且机械稳定性高，能够用于亲水色谱。对整体柱的分离性能进行评估，结果表明该整体柱对酰胺类、碱基类、核苷类和苯胺类等

5、极性小分子均能实现基线分离。2．选择乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）和甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DMAEMA）作为交联剂，原位合成基于溴乙酸功能化的亲水性整体柱。经过条件优化和结构表征，得到机械稳定性高、通透性良好、比表面积大、亲水性强的多孔整体柱。通过分离多种极性小分子，来评估整体柱的分离柱效，考察其分离机理。结果表明，该整体柱对酰胺类、碱基类、核苷类和苯酚类极性小分子均能实现基线分离，具有优异的分离性能。该整体柱的柱效最高达100548N/m，能对修饰核苷和环境污染物氯酚实现分离和检测。该整体柱

6、有望用于实际样品的检测，有很好的应用前景。3．大规模的筛选用于酶的发现和新型药物的开发，需要简单、快速和灵敏的酶活性测定平台的支持。本文构建了一种新型的基于绿色荧光蛋白（GFP）功能化的、集成化和自动化的多功能双酶检测平台。两种功能化的GFP具有不同的电荷性质，且均包含三个功能结构域，分别是N端His-标签、酶的特异性识别底物序列和C端GFP探针。通过His-标签将功能化GFP固定在整体柱上，经酶切后释放GFP探针，两种电荷性质不同的GFP经过毛细管电泳分离实现荧光信号的读出，从而完成两种酶的检

7、测。该检测平台具有免标记的特点，具备实现凝血酶和基质金属蛋白酶（MMP-2）双酶同时在线检测的潜力。关键词：毛细管整体柱；亲水色谱；极性分子；绿色荧光蛋白；凝血酶；基质金属蛋白酶II功能化整体柱的制备及其在分离和酶固定化中的应用AbstractCapillarymonolithiccolumnisakindofnewcolumnpreparedbyin-situpolymerizationmethod,withtheadvantagesofsimplepreparationmethod,exce

8、llentmasstransferperformance,uniformstructureandgoodpermeability,anditplaysacrucialroleinmanyfields.Accordingtomatrixmaterials,capillarymonolithiccolumnscanbedividedintoorganicpolymermonolithiccolumns,inorganicsilicamonolithiccolumnsandorganic-inorga