氧化石墨烯和离子液体在蛋白质分离检测中的应用研究

论文摘要

蛋白质是重要的生命物质,在生命活动中扮演着至关重要的角色。快速高效的蛋白质分离鉴定是蛋白质组学研究中的关键环节。本论文将氧化石墨烯和离子液体引入蛋白质的分离和检测,建立了蛋白质分离纯化和定量分析的新方法,拓展了氧化石墨烯和离子液体在生命科学领域中的应用范围。第一章简要综述了蛋白质的分离纯化和定量分析方法,氧化石墨烯和离子液体的性质及其在生物分析化学领域的应用进展。第二章制备并利用GO/SiO2复合材料建立了选择性分离纯化全血中血红蛋白的新方法。通过静电自组装技术将氧化石墨烯固载在氨基改性的球形硅胶表面,采用红外光谱、扫描电镜和紫外-可见吸收光谱对所得的GO/SiO2复合材料进行了表征,氧化石墨烯在硅胶表面的固载量为2.3%（w/w, GO/SiO2）对所得复合材料在血红蛋白分离纯化中的表现性能进行了考察。在pH7的条件下,3mg GO/SiO2复合材料对1.0mL70mgL-1血红蛋白的吸附效率为85%,吸附行为符合Langmuir模型,最大吸附容量为50mgg-1。吸附的血红蛋白可采用pH8.9的Tris-HCl进行洗脱,洗脱率为80%。圆二色光谱和活性测试表明GO/SiO2复合材料具有良好的生物相容性,吸附洗脱过程对血红蛋白的构象和活性不产生影响。将所建立的方法用于人全血中血红蛋白的选择性分离,纯化的样品采用SDS-聚丙酰胺凝胶电泳进行纯度验证,结果表明该方法分离得到后的血红蛋白纯度较高。第三章制备了亲水性离子液体1,3-二丁基咪唑氯代盐（BBimCl）,并利用其荧光性能建立了血红蛋白的定量分析方法。BBimCl结构上高度对称,因而具有较强的荧光性能,其水溶液中最大激发波长／发射波长为315nm/388nm,荧光量子产率0.523。由于BBimCl的阳离子与血红蛋白中血红素基团的铁原子可以发生配位作用,因此血红蛋白能强烈猝灭BBimCl的荧光,由此建立了血红蛋白荧光测定方法。在BBimCl浓度为0.01molL-1, pH7的条件下,可对3×10-7～-5×10-5mol L-1浓度范围内的血红蛋白进行准确定量分析,检出限为7.3×10-8mol L-1,相对标准偏差为0.83%（1x10-6molL-1, n=9）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 蛋白质的分离与检测
• 1.1.1 蛋白质分离方法概述
• 1.1.2 蛋白质定量分析概述
• 1.2 氧化石墨烯
• 1.2.1 氧化石墨烯的合成与结构特性
• 1.2.2 氧化石墨烯的还原
• 1.2.3 氧化石墨烯的表面修饰
• 1.2.4 氧化石墨烯在生物领域中的应用
• 1.3 离子液体
• 1.3.1 离子液体的组成和分类
• 1.3.2 离子液体的合成及性质
• 1.3.3 离子液体在分析化学领域中的应用
• 1.4 本论文选题意义及研究内容
• 第2章 氧化石墨烯的固载及其在选择性分离纯化血红蛋白中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 溶液配制
• 2复合材料的制备'>2.2.4 GO/SiO₂复合材料的制备
• 2复合材料的表征'>2.2.5 GO/SiO₂复合材料的表征
• 2复合材料用于血红蛋白的选择性分离'>2.2.6 GO/SiO₂复合材料用于血红蛋白的选择性分离
• 2.3 结果与讨论
• 2复合材料的合成过程'>2.3.1 GO/SiO₂复合材料的合成过程
• 2复合材料的表征'>2.3.2 GO/SiO₂复合材料的表征
• 2复合材料对蛋白质的吸附性能考察'>2.3.3 GO/SiO₂复合材料对蛋白质的吸附性能考察
• 2.3.4 血红蛋白吸附条件的优化
• 2.3.5 洗脱条件的优化
• 2.3.6 血红蛋白圆二色（CD）光谱分析
• 2.3.7 血红蛋白活性测定
• 2.3.8 全血中血红蛋白的分离纯化
• 2.4 本章小结
• 第3章 亲水性离子液体作为荧光探针用于血红蛋白的定量分析
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 实验试剂
• 3.2.3 溶液配制
• 3.2.4 1,3-二丁基咪唑氯代盐（BBimCl）的合成
• 3.2.5 实验流程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 BBimCl的荧光性质
• 3.3.2 血红蛋白与BBimCl的相互作用研究
• 3.3.3 血红蛋白的定量检测
• 3.4 本章小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况