谷胱甘肽分子印迹聚合物的合成及应用于荧光传感器膜的研究

论文摘要

谷胱甘肽（GSH）是生物体内的主要抗氧化剂,在体内参与多种代谢过程,能够保护生物体内细胞免受氧化和有毒物质的伤害,因而在生物学、医疗、保健、美容、食品等方面正引起人们日益广泛的重视[18-20]。我们利用分子印迹聚合物（MIP）所具有的特异性识别的功能制备了一种对GSH具有分离富集作用的MIP,并结合谷胱甘肽的荧光检测方法,对所制备的MIP的亲和、选择性能进行了高准确度、高灵敏度的检测与评价。本文以谷胱甘肽为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁醇为引发剂,二甲亚砜为成孔剂,高压汞灯为能量源合成了聚合物,经研磨、过筛、洗脱模板分子、沉降、干燥,最后得到了GSH的MIP。制备了单体——模板摩尔数量比分别为4:1、8:1、12:1、16:1的四种MIP及相应四种空白聚合物（NMIP）,并用静态吸附法考察了这八种聚合物在五种不同极性（水和二甲亚砜体积比分别为4:96、20:80、40:60、70:30、100:0）的GSH溶液中的吸附性,选取最佳单体——模板摩尔数量比（8:1）的MIP作为后续性质实验的对象。研究了MIP在0.1 mmol/L～5 mmol/L的11种不同浓度GSH溶液中的吸附性能,并根据这些数据绘制了吸附等温线,完成了Scatchard分析。将MIP及相应NMIP制成薄层色谱与商品硅胶色谱作平行实验,比较了4种结构相似的物质:谷氨酸、甘氨酸、谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽以四种不同组成的混合溶剂为展开剂在其上的分离效果。为寻求具有更佳性能的产品,我们又用一种新方法---牺牲硅胶法,在与本体聚合法相同实验条件下制备了GSH的MIP,在相同环境中比较了两种制备方法（本体聚合法和牺牲硅胶法）所获得的MIP的性能。基于分子印迹技术,我们还尝试用原位聚合法、三明治法、微孔滤膜载体法制备了对GSH具有分子识别作用的荧光传感器膜。研究了膜在GSH溶液中的荧光信号变化。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 分子印迹技术研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 分子印迹技术的分类
• 1.3 分子印迹聚合物制备过程
• 1.3.1 功能单体的选择
• 1.3.2 聚合反应
• 1.3.3 印迹分子的去除
• 1.3.4 后处理
• 1.4 分子印迹聚合物制备方法
• 1.4.1 本体聚合
• 1.4.2 原位聚合
• 1.4.3 乳液聚合
• 1.4.4 悬浮聚合
• 1.4.5 表面印迹
• 1.4.6 其他方法
• 1.5 分子印迹聚合物性能的影响因素
• 1.5.1 分子印迹聚合物中功能单体上功能基与模板分子上功能基的选择性反应（印迹反应）
• 1.5.2 分子印迹聚合物孔穴的空间结构与模板分子的构型、构象的完美匹配
• 1.5.3 印迹聚合物对底物分子的识别过程
• 1.6 分子印迹技术的应用
• 1.6.1 色谱分析和色谱分离
• 1.6.1.1 样品预处理
• 1.6.1.2 用于手性拆分
• 1.6.1.3 分子印迹聚合物用于色谱分析和色谱分离存在的问题
• 1.6.2 模拟酶及辅助试剂
• 1.6.2.1 模拟酶
• 1.6.2.2 辅助试剂
• 1.6.2.3 展望
• 1.6.3 膜分离和固液萃取
• 1.6.4 抗体和受体模拟物
• 1.6.5 仿生传感器
• 1.6.5.1 转换器
• 1.6.5.2 MIP 与转换器间的界面
• 1.6.5.3 展望
• 1.7 分子印迹技术的现存问题及其发展趋势
• 1.7.1 分子印迹技术的现存问题
• 1.7.2 分子印迹技术的发展趋势
• 1.8 结语
• 第二章 课题的提出、意义与印迹反应设计
• 2.1 课题的提出及意义
• 2.2 印迹反应设计
• 2.2.1 功能单体的选择
• 2.2.2 致孔剂的选择
• 2.2.3 交联剂的选择
• 2.2.4 能量源的选择
• 2.2.5 检测方法的选择
• 第三章 GSH 分子印迹聚合物的制备及其性质的研究
• 3.1 本体聚合制备法
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.2.1 主要仪器及试剂
• 3.1.2.2 GSH 的稳定性实验
• 3.1.2.3 单体和模板分子的结合性检测
• 3.1.2.4 MIP 的制备
• 3.1.2.5 GSH 的荧光测定
• 3.1.2.6 静态吸附实验
• 3.1.2.7 薄层色谱分离实验
• 3.1.2.7.1 粘合剂的选择
• 3.1.2.7.2 配料的优化
• 3.1.2.7.3 显色剂的选择
• 3.1.2.7.4 分离实验
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.1.3.1 GSH 的稳定性实验
• 3.1.3.2 单体和模板分子的结合性检测
• 3.1.3.3 谷胱甘肽的荧光测定
• 3.1.3.4 MIP 的静态吸附性能
• 3.1.3.4.1 不同单体-模板比例的 MIP 在不同极性溶液中对 GSH 的静态吸附
• 3.1.3.4.2 模板、单体摩尔数量比为1:8 的 MIP 吸附性能评价
• 3.1.3.5 薄层色谱分离实验
• 3.1.3.5.1 粘合剂的选择
• 3.1.3.5.2 配料的优化
• 3.1.3.5.3 显色剂的选择
• 3.1.3.5.4 分离实验
• 3.2 牺牲硅胶法
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.2.1 主要仪器及试剂
• 3.2.2.2 红外测定
• 3.2.2.3 MIP 的制备
• 3.2.2.4 静态吸附测定
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.3.1 红外测定
• 3.2.3.2 静态吸附测定
• 第四章 GSH 分子印迹聚合物应用于荧光传感器膜的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要仪器及设备
• 4.2.2 配制预聚溶液
• 4.2.3 成膜
• 4.2.3.1 原位法制膜
• 4.2.3.2 三明治法制膜
• 4.2.3.3 微孔滤膜载体法制膜
• 4.2.4 洗脱模板分子
• 4.2.5 荧光信号的检测
• 4.2.5.1 追踪目标分子本身荧光
• 4.2.5.2 检测聚合物膜因为吸附目标分子而引起的荧光信号变化
• 4.2.5.3 在聚合物膜中加入对目标分子敏感的荧光物质
• 4.2.5.3.1 荧光素
• 4.2.5.3.2 TPPS4
• 4.2.5.3.3 Zn-TPPS4
• 4.2.5.4 竞争吸附法
• 4.2.5.5 检测荧光标记的目标分子
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 膜的物理性能
• 4.3.1.1 原位法制备的膜
• 4.3.1.2 三明治法制备的膜
• 4.3.1.3 微孔滤膜载体法制备的膜
• 4.3.2 模板分子的洗脱
• 4.3.3 荧光信号的检测
• 4.3.3.1 追踪目标分子本身荧光
• 4.3.3.2 检测聚合物膜因为吸附目标分子而引起的荧光信号变化
• 4.3.3.3 在聚合物膜中加入对目标分子敏感的荧光物质
• 4.3.3.3.1 荧光素
• 4.3.3.3.2 TPPS4
• 4.3.3.3.3 Zn-TPPS4
• 4.3.3.4 竞争吸附法
• 4.3.3.5 检测荧光标记的目标分子
• 第五章 结论
• 5.1 论文创新特色
• 5.2 本体聚合法制备 MIP 微粒
• 5.3 牺牲硅胶法制备 MIP 微粒
• 5.4 GSH 的 MIP 应用于荧光传感器膜的研究
• 参考文献
• 作者简历及在读期间科研成果
• 附:在读期间科研成果
• 致谢
• 附图1
• 附图2
• 附图3
• 附图4