谷胱甘肽分子印迹聚合物制备和性能的研究

论文摘要

分子印迹聚合物对特定的模板分子具有特异的识别能力,类似于抗体与抗原,酶与底物的关系,并且具有生物活性物质无法比拟的稳定性和高寿命等优点;分子印迹在分子识别技术中的地位越来越突出,有望在生物、医药、环境等领域得到广泛的应用。本文以谷胱甘肽（GSH）为模板分子,丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酸（MAA）分别作为功能单体,以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,进行热引发,在二甲亚砜反应体系中,采用本体聚合方式合成聚合物,经过研磨,过筛,洗脱模板分子,干燥得到谷胱甘肽的分子印迹聚合物（GSH-MIPs,并分别命名为GSH-MIPAMs和GSH-MIPMAAs）,对制备的聚合物进行了物化性质的研究,确定聚合物的三维网状结构,以及相应的官能团。通过选择模板分子与功能单体不同摩尔比例,开发了合成GSH-MIPs的最适摩尔比;以AM为功能单体制备谷胱甘肽分子印迹聚合物的最适摩尔比为1:5（GSH:AM=1:5）,以MAA为功能单体制备谷胱甘肽分子印迹聚合物的最适摩尔比为1:4（GSH:MAA=1:4）;并以最适摩尔比制备的聚合物进行后续试验。研究了不同功能单体AM和MAA制备的GSH-MIPs在不同pH条件下的吸附性能,其最适的上样液pH值分别为3.00左右和5.00左右,并绘制相应的吸附曲线;同时探讨了GSH-MIPs对谷胱甘肽上样液的吸附平衡时间;得到GSH-MIPAMs和GSH-MIPMAAs的吸附平衡时间分别为20h和18h左右;并且研究了GSH-MIPAMs和GSH-MIPMAAs对不同浓度的GSH溶液的吸附性能,其最适的上样液浓度分别为1.50-2.00g/L和1.00-1.50g/L;绘制吸附等温曲线,对GSH-MIPs进行了Scatchard分析,表明GSH-MIPAMs和GSH-MIPMAAs的理论最大单位吸附量（Qmax）分别为39.24μmol/g和102.16μmol/g,平衡解离常数（Kd）分别为2.11×10-3μmol/L和5.13×10-4μmol/L;对GSH-MIPs识别特异性进行研究,比较了GSH-MIPs对五种结构类似物（还原型谷胱甘肽GSH、氧化型谷胱甘肽GSSG、谷氨酸Glu、甘氨酸Gly和半胱氨酸Cys）的吸附性能,发现GSH-MIPs对谷胱甘肽结构类似物表现出较低的吸附量;同时也研究了GSH-MIPs对酵母抽提物中GSH的吸附性能,GSH-MIPAMs和GSH-MIPMAAs对混合体系中的GSH的单位吸附量分别为24.76μmol/g和46.91μmol/g,以及对酵母抽提液中GSH的一次性提取率为41%和77%。GSH-MIPs均表现出了较好的吸附特性,为分离提纯GSH提供一种可选择的途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 分子印迹技术的发展
• 1.2 分子印迹技术的基本原理
• 1.3 分子印迹技术的分类
• 1.3.1 共价键型分子印迹聚合物
• 1.3.2 非共价型分子印迹聚合物
• 1.3.3 半共价型分子印迹聚合物
• 1.4 分子印迹聚合物的制备
• 1.4.1 分子印迹聚合物的合成过程
• 1.4.2 分子印迹聚合物的制备方法
• 1.5 分子印迹聚合物的应用
• 1.5.1 色谱分析
• 1.5.2 模拟酶
• 1.6 本课题的研究意义及主要内容
• 1.6.1 课题的研究意义
• 1.6.2 本研究的主要内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 分子印迹聚合物的制备
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 标准曲线的绘制
• 2.3.2 聚合物物化性质的分析
• 2.3.3 分子印迹聚合物对谷胱甘肽吸附的研究
• 2.3.4 分子印迹聚合物对谷胱甘肽吸附特异性的分析
• 2.3.5 分子印迹聚合物的应用
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 分子印迹聚合物的制备
• 3.1.1 聚合条件的确定
• 3.1.2 分子印迹聚合物形态学结构的分析
• 3.1.3 聚合物的傅里叶红外变换光谱研究
• 3.2 标准曲线的确定
• 3.2.1 谷胱甘肽的DTNB 法测定
• 3.2.2 α-氨基的茚三酮测定方法
• 3.3 分子印迹聚合物对谷胱甘肽吸附条件的确定
• 3.3.1 制备分子印迹聚合物最佳摩尔比（模板分子-功能单体）的确定
• 3.3.2 上样pH 值对分子印迹聚合物吸附性能的影响
• 3.3.3 分子印迹聚合物吸附平衡时间的确定
• 3.3.4 上样浓度对分子印迹聚合物吸附性能的影响
• 3.3.5 分子印迹聚合物的Scatchard 分析
• 3.3.6 洗脱液的确定
• 3.4 分子印迹聚合物吸附选择性的研究
• 3.5 分子印迹聚合物的应用
• 3.5.1 分子印迹聚合物再生性能的评价
• 3.5.2 分子印迹聚合物对酵母中谷胱甘肽的分离提取
• 论文结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文