分子印迹膜技术及其在溶菌酶和左羟丙哌嗪检测中的应用研究.pdf

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1、分子印迹膜技术及其在溶菌酶和左羟丙哌嗪检测中的应用研究赵文涛2015年6月中图分类号：Q5UDC分类号：540分子印迹膜技术及其在溶菌酶和左羟丙哌嗪检测中的应用研究作者姓名赵文涛学院名称生命学院指导教师罗爱芹教授答辩委员会主席李广涛教授申请学位工学博士学科专业生物化工学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月9日PreparationandapplicationofmolecularimprintedmembranesforthedetectionofLysozymeandLevodroprop

2、izineCandidateName：WentaoZhaoSchoolorDepartment:SchooloflifeScienceFacultyMentor:Prof.AiqinLuoChair,ThesisCommittee：Prof.GuangtaoLiDegreeApplied:DoctorofEngineeringMajor：BiochemicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June9，20

3、15研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学博士学位论文摘要分子印迹技术是一项以分子间作用力为基础，模仿抗原与抗体特异性结合机理的技术。它能够在复杂样品中选择性地分离某

4、种化合物，因此近些年在生物领域和化学领域均得到了一些有益的尝试，表现出良好的应用前景，受到中外学者的广泛关注。本文将分子印迹技术与膜技术，以及光子晶体技术结合在一起，分别选择了具有代表性的生化小分子左羟丙哌嗪与大分子溶菌酶作为模板，制备了分子印迹聚合物膜，探讨了分子印迹与膜技术相结合的优势与不足，为分子印迹聚合物膜在生化传感器芯片的研究发展进行了有益的探索。绪论中首先对分子印迹技术的基本原理与制备方法进行了较为详细的介绍，分析了不同制备方法得到的分子印迹聚合物的不同与优缺点；着重介绍了分子印迹膜技术近年

5、的发展情况以及不同种类分子印迹膜的区别，结合国内外研究者的科研成果对分子印迹膜在不同领域的应用进行了探讨；综述了光子晶体材料的相关原理与制备方法，论述了分子印迹技术、膜技术与光子晶体技术相结合的分子印迹光子晶体膜的研究意义。第二章以溶菌酶作为模板分子，丙烯酰胺为功能单体，制备了聚丙烯酰胺分子印迹聚合物膜（MIP）与作为参照的非分子印迹聚合物膜（NIP），通过聚合条件优化、吸附动力学研究等一系列实验，重点研究了它们的竞争吸附性能。通过优化分子印迹聚合物的聚合条件与洗脱条件，确定了用十二烷基磺酸钠（SDS）

6、与乙酸作为洗脱溶液，可以良好除去分子印迹膜上的模板蛋白；在吸附实验中，探讨了不同pH条件下MIP膜吸附效果的差别，发现pH6.0，25mM的PBS缓冲液作为吸附溶液时MIP膜对模板蛋白的吸附效果最好；吸附动力学研究表明，MIP膜能够在30分钟内达到吸附平衡，利用Scatchard方程分析MIP膜的吸附数据发现在MIP膜上只存在一种结合位点，理论计算最大吸附容量为8.2mg/g；在选择性吸附实验中，MIP膜对模板蛋白溶菌酶的吸附能力远好于对其它类似蛋白的吸附能力，NIP膜对所有蛋白的吸附能力没有明显区别；

7、使用MIP膜与NIP膜分别对混合蛋白样品进行竞争吸附实验，吸附后蛋白溶液采用SDS-PAGE电泳与高效液相色谱进行表征，结果表明：MIP膜吸附前后，溶菌酶浓度明显降低（吸附后色谱峰面积减少为吸附前的19.3%），牛血清白蛋白与卵I北京理工大学博士学位论文清白蛋白的浓度下降较少（吸附后色谱峰面积减少为吸附前的71.9%和91.7%）。NIP膜吸附前后蛋白浓度均没有明显的变化，MIP膜与NIP膜相比较，MIP膜对溶菌酶的吸附效果是MIP膜的5.6倍；重复性实验结果表明MIP膜具有较好的重复使用性能，因此该印

8、迹聚合物膜具有作为快速检测混合蛋白中低丰度溶菌酶的应用前景。第三章在前述研究的基础上，首次将单分散的聚苯乙烯微球作为致孔剂引入印迹聚合物膜，制备了以聚苯乙烯微球作致孔剂的溶菌酶分子印迹聚合物膜（PS-MIP）。聚苯乙烯微球的添加使PS-MIP膜表面形成亚微米级的孔穴，从而获得更高的比表面积，这样不但可以改善印迹聚合物膜的动力学性能，还可以在聚合物表面暴露更多的结合位点，提高印迹聚合物膜的吸附能力。本文考察看聚苯乙烯微球的添加比例、聚合体系的