功能化介孔硅纳米材料在蛋白质吸附分离中的应用

功能化介孔硅纳米材料在蛋白质吸附分离中的应用

论文摘要

介孔硅纳米材料有很多独特的性质,如良好的生物兼容性、化学稳定性、高表面能、大孔容、均匀可调的孔径等等。介孔硅纳米材料表面能够可控修饰不同的有机官能团,这种无机-有机杂化材料一共有三种合成手段:共缩聚法、嫁接法和有序介孔有机硅(PMO)材料。功能化介孔硅纳米材料扩大了原材料的应用范围,提高了材料吸附和释放生物大分子的能力。在前人研究的基础上,从以下几个方面进行了创新研究:(1)通过嫁接法合成了两种磺酸功能化的SBA-15材料(SBA-15-S03H和SBA-15-po-So3H),将材料进行了一系列的表征,并且应用于多肽(胰岛素和胰高血糖素)和蛋白质(牛血清白蛋白和细胞色素C)的静态吸附实验,同时在动态吸附模式下研究了材料对蛋白质的选择性吸附。(2)合成了乙烷PMO,通过嫁接法引入了氨基或羧基官能团,将修饰的两种PMO材料应用于不同等电点蛋白质的吸附,通过研究发现,PMO材料对蛋白质的吸附不仅仅受到实验条件的影响,还受到材料自身的结构特征以及蛋白质的形貌、样品基质的影响。(3)研究蛋白质和药物的相互作用有助于药理学的发展,因此,研究抗癌药物和转运蛋白的相互作用是很有意义的。在模拟生理条件下,研究了石蒜碱和枸橼酸他莫昔芬分别与牛血清白蛋白的相互作用,结果表明,两种药物与蛋白质的结合模式是完全不同的。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 有序介孔纳米材料
  • 1.1.1 有序介孔材料的介绍
  • 1.1.2 介孔材料的合成
  • 1.1.2.1 粒径和形貌的关系
  • 1.1.2.2 孔径和形貌的关系
  • 1.1.3 有序介孔材料的表征
  • 1.2 功能化有序介孔材料
  • 1.2.1 功能化有序介孔材料的合成
  • 1.2.1.1 嫁接法合成功能化介孔材料
  • 1.2.1.2 共缩聚法合成功能化介孔材料
  • 1.2.1.3 周期介孔有机硅(PMO)
  • 1.2.2 功能化介孔材料的应用
  • 1.2.2.1 功能化介孔材料在生物方面的应用
  • 1.2.2.1.1 pH响应系统
  • 1.2.2.1.2 酶响应系统
  • 1.2.2.1.3 化学响应系统
  • 1.2.2.1.4 热力学响应系统
  • 1.2.2.2 功能化介孔材料在催化方面的应用
  • 1.2.2.3 功能化介孔材料在色谱方面的应用
  • 1.2.2.4 功能化介孔材料在酶的固定方面的应用
  • 1.2.2.5 功能化介孔材料在污染物的移除方面的应用
  • 1.2.3 影响介孔硅纳米材料吸附生物大分子的物理化学因素
  • 1.2.3.1 粒径和形貌
  • 1.2.3.2 孔径
  • 1.2.3.3 比表面积
  • 1.2.3.4 表面功能化的介孔材料
  • 1.2.3.5 其他影响因素
  • 1.3 展望
  • 参考文献
  • 第二章 磺酸基功能化的SBA-15的合成、表征及其在吸附生物大分子方面的应用
  • 2.1 前言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 材料和试剂
  • 2.2.2 磺酸基功能化的SBA-15的合成
  • 2.2.2.1 SBA-15的活化
  • 2.2.2.2 SBA-15-SO3H的制备
  • 2.2.2.3 SBA-15-po-SO3H的制备
  • 3H and SBA-15-po-SO3H的表征'>2.2.3 SBA-15-SO3H and SBA-15-po-SO3H的表征
  • 2.2.4 吸附蛋白质的研究
  • 2.2.4.1 胰岛素和胰高血糖素的静态吸附
  • 2.2.4.1.1 吸附时间的影响
  • 2.2.4.1.2 pH值和离子强度的影响
  • 2.2.4.2 蛋白质(BSA和Cyt c)和多肽(胰岛素和胰高血糖素)的动态吸附
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 SBA-15和两种磺酸基功能化的的SBA-15的表征
  • 2.3.2 蛋白吸附的研究
  • 2.3.2.1 静态吸附胰岛素和胰高血糖素
  • 2.3.2.2 蛋白质的动态吸附和解析附
  • 2.4 结论
  • 参考文献
  • 第三章 功能化的有序介孔有机硅(PMO)材料选择性吸附蛋白质
  • 3.1 前言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂和药品
  • 3.2.2 材料的合成
  • 3.2.2.1 功能化PMO的合成
  • 3.2.2.2 材料的表征
  • 3.2.3 材料对蛋白质吸附的研究
  • 3.2.3.1 吸附时间的影响
  • 3.2.3.2 pH对吸附的影响
  • 3.2.3.3 蛋白质起始浓度的影响
  • 3.2.3.4 混合蛋白的吸附
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 PMO和功能化的PMO的表征
  • 3.3.2 蛋白质吸附的研究
  • 3.3.2.1 吸附时间的影响
  • 3.3.2.2 BSA和Hb的吸附动力学的研究
  • 3.3.2.3 pH对吸附的影响
  • 3.3.2.4 蛋白质的起始浓度对吸附的影响
  • 3.3.2.5 蛋白质的吸附等温线
  • 3.3.2.6 混合蛋白的吸附
  • 3.4 结论
  • 参考文献
  • 第四章 药物和蛋白质的相互作用的研究
  • 4.1 前言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 试剂和仪器
  • 4.2.2 实验过程
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 紫外可见光谱分析
  • 4.3.2 荧光光谱分析
  • 4.3.2.1 石蒜碱和蛋白质相互作用的荧光光谱分析
  • 4.3.2.2 枸橼酸他莫昔芬和蛋白质相互作用的荧光光谱分析
  • 4.3.3 热力学常数的计算
  • 4.4 结论
  • 参考文献
  • 在学期间的研究成果
  • 致谢
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