小麦醇溶蛋白的提取及其磁性微球的制备与性能研究

论文摘要

小麦醇溶蛋白用作靶向载体材料前景广，目前小麦醇溶蛋白的提取大多采用70%浓度的乙醇提取，但研究表明有机溶剂对蛋白质有一定的变性作用，这无疑会影响小麦醇溶蛋白作为载体材料的应用。本课题在提取小麦醇溶蛋白过程中，研究了不同溶剂和同一溶剂不同条件提取小麦醇溶蛋白的工艺，兼顾得率和有机溶剂对醇溶蛋白性质影响等，以期寻找到得率最高且对蛋白质性质影响最低的提取工艺。随后以自制小麦醇溶蛋白为原料，研究其用作载药微球的可能，同时为了提高其靶向效应，引入了当前的研究热点——磁性纳米粒子，以期为其后期应用奠定良好的理论基础。本研究采用乙醇、异丙醇和叔丁醇三种溶剂提取小麦醇溶蛋白，以得率为指标，寻找最佳工艺条件。三种溶剂提取小麦醇溶蛋白的最佳工艺条件如下：乙醇提取最佳工艺条件：浓度65%，提取时间：4h，料液比：10:1，在此条件下小麦醇溶蛋白得率约为35.6%；异丙醇提取最佳工艺条件：浓度55%，提取时间：4h，料液比：10:1，在此条件下小麦醇溶蛋白得率约为35.3%；叔丁醇提取最佳工艺条件：浓度50%，提取时间4h，料液比：10:1，在此条件下小麦醇溶蛋白得率约为31.6%。由此可知，采用65%乙醇提取小麦醇溶蛋白得率最高。对不同溶剂提取的小麦醇溶蛋白通过电泳、红外光谱和DSC等进行分析，结果显示，经叔丁醇提取得到的小麦醇溶蛋白杂质相对较多，经65%乙醇提取的小麦醇溶蛋白杂质最少，纯度最高。55%异丙醇提取得到的醇溶蛋白相对溶解度最高，为0.805mg/mL，65%乙醇提取的醇溶蛋白溶解度次之，为0.653mg/mL。三种溶剂提得的醇溶蛋白经DSC检测，其变性温度相差不大。因此，综合考虑小麦醇溶蛋白的纯度、变性程度以及成本，65%乙醇提取的小麦醇溶蛋白最适宜于后期载体应用研究。在小麦醇溶蛋白微球制备过程中，以成球率为指标，通过单因素实验，确定制备小麦醇溶蛋白微球的最佳工艺条件为：初始溶液中蛋白质含量为10mg/mL，蒸馏水添加量为60mL，戊二醛用量为150μL。通过扫描电镜观察可知，此工艺条件下制备的小麦醇溶蛋白微球球形圆整，表面光滑，粒径集中在1～5μm，粒径分布均匀。常温条件下在干燥器中保存六个月以上，微球基本无破损现象，显示了良好的贮藏性能。为增强醇溶蛋白微球的靶向性能并进一步减小微球粒径，在小麦醇溶蛋白微球的制备过程中引入磁性纳米粒子。由红外图谱证明，柠檬酸钠和SiO2均成功的修饰到了Fe3O4磁性纳米粒子表面，且醇溶蛋白也成功的将磁性纳米粒子包埋。制备的三种小麦醇溶蛋白磁性纳米微球中，未经修饰制备的产品FP团聚现象严重，粒径分布分布在5060nm范围内，粒径分布较宽，但亲水性能、磁响应性良好；经柠檬酸钠修饰后制备的产品FCP粒径分布在5080nm范围内，粒径分布窄，团聚现象有所改善，亲水性能居中；经柠檬酸钠修饰再用SiO2修饰制备得到的产品FCTP亲水性能相对较差，但团聚程度最小，粒径分布分布在5090nm范围内，粒径分布窄，且磁响应性极佳，故此，综合考虑亲水性、磁响应性、团聚程度等因素，FCTP更适合用于后期研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 靶向给药系统分类
• 1.2.1 按照载体形态和类型分类
• 1.2.2 按照靶向性机理分类
• 1.2.3 按照作用方式分类
• 1.2.4 按照给药途径分类
• 1.2.5 按照药物作用水平分类
• 1.2.6 按照物理形态分类
• 1.3 纳米靶向给药系统
• 1.4 纳米靶向给药系统载体材料
• 1.4.1 纳米靶向给药系统载体材料的分类
• 1.4.2 纳米靶向给药系统载体材料中的蛋白质
• 1.4.3 醇溶蛋白用作纳米靶向给药系统载体材料的优势和缺陷
• 1.5 生物医用磁性纳米粒子
• 1.5.1 磁性纳米粒子的制备方法
• 1.5.2 磁性纳米粒子的修饰
• 1.5.3 磁性纳米粒子的应用
• 1.6 立题的背景和目的及研究内容
• 1.6.1 立题背景及目的
• 1.6.2 本论文主要研究内容
• 1.7 本论文研究的创新点
• 1.7.1 考察了提取剂以及提取条件不同对小麦醇溶蛋白得率和结构性质的影响
• 1.7.2 制备小麦醇溶蛋白磁性微球
• 第二章 小麦醇溶蛋白的提取以及提取溶剂对其性质影响的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 主要实验材料、试剂和设备
• 2.2.2 实验仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 以小麦醇溶蛋白的得率为指标的单因素实验
• 2.3.2 酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳测定小麦醇溶蛋白的亚基分子量
• 2.3.3 小麦醇溶蛋白溶解度的测定
• 2.3.4 傅里叶红外光谱对小麦醇溶蛋白二级结构的表征
• 2.3.5 小麦醇溶蛋白温度特性测定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 乙醇提取小麦醇溶蛋白单因素实验
• 2.4.2 异丙醇提取小麦醇溶蛋白单因素实验
• 2.4.3 叔丁醇提取小麦醇溶蛋白单因素实验
• 2.4.4 不同溶剂提取对小麦醇溶蛋白结构与性质的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 小麦醇溶蛋白微球的制备与表征
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料和仪器
• 3.2.1 实验材料及试剂
• 3.2.2 主要实验仪器设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 小麦醇溶蛋白微球的制备
• 3.3.2 小麦醇溶蛋白微球制备成球率的测定
• 3.3.3 双缩脲法测定未成球蛋白量
• 3.3.4 扫描电镜对小麦醇溶蛋白的表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 小麦醇溶蛋白微球制备单因素实验
• 3.4.2 扫描电镜对小麦醇溶蛋白微球的表征
• 3.5 本章小结
• 第四章 小麦醇溶蛋白微球中磁性纳米粒子的引入
• 4.1 前言
• 4.2 实验仪器与设备
• 4.3 实验方法
• 3O₄磁性纳米粒子的制备'>4.3.1 Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备
• 3O₄磁性纳米粒子的修饰'>4.3.2 Fe₃O₄磁性纳米粒子的修饰
• 4.3.3 小麦醇溶蛋白磁性微球的制备
• 4.3.4 小麦醇溶蛋白磁性微球的表征
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 红外光谱对小麦醇溶蛋白磁性微球的表征
• 4.4.2 扫描电镜对小麦醇溶蛋白磁性微粒的表征
• 4.4.3 小麦醇溶蛋白磁性微球亲水性及磁性能表征
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学习期间的研究成果及发表的学术论文