IMAC蛋白质芯片载体的制备与性能研究

论文摘要

固定金属亲和捕捉（Immobilized Metal Affinity Capture，IMAC）蛋白质芯片是分离纯化蛋白质最有效的工具之一，与SELDI质谱检测技术相结合对于肿瘤标记物的筛选意义重大。研究与制备具有能有效鳌合蛋白质的芯片材料是该领域新的研究课题，对蛋白质芯片的普及及其性能的提高具有重要的现实意义。本文利用射频磁控溅射、溶胶凝胶、热氧化三种方法分别在铝基片和硅片上制备了硅氧化物薄膜作为IMAC蛋白质芯片载体，对薄膜的表面形貌、结构、结合性能进行了实验研究。结果表明：采用反应磁控溅射方法在NaOH腐蚀的粗糙Al基体表面上沉积的硅氧化物薄膜表面粗糙度均匀、无裂缝，与基体具有很强的结合性能及良好的耐热冲击性；采用溶胶凝胶法通过添加控制干燥剂DMF在抛光的Al基片上制备的SiOx薄膜孔径增加，有利于保持蛋白质的活性，在较快的升温速率下干燥薄膜无裂纹，与Al基体具有较强的结合性能；采用热氧化法在光滑面和经过酸、碱化学蚀刻的多孔面及绒面硅片上热生长的SiOx薄膜具有不同的表面形貌，与基体具有很强的结合性能。以上三种薄膜均可作为蛋白质芯片载体，其中以反应磁控溅射制备的薄膜性能最好。同时，采用固定金属离子亲和技术对热氧化法获得的SiOx/Si载体表面进行了化学修饰，通过扫描电镜和SELDI-TOF-MS质谱仪研究并分析了各种条件对蛋白质螯合的影响。结果表明：载体的表面形貌对蛋白质的螯合具有较大影响，其中绒面载体对血清中蛋白质的吸附峰较光滑面及多孔面载体多且峰值也高，有利于螯合更多不同种类的蛋白质；在载体表面的化学修饰过程中，经过醛基化处理的不同表面载体对蛋白质的吸收峰值均高于未经醛基化修饰的相应表面载体，对蛋白质具有更强的吸附力；金属离子螯合剂的种类及PH值对蛋白质的吸附行为也有影响，PH=8的EDTA对蛋白质的吸附峰更强，可螯合更多的蛋白质。通过对IMAC蛋白质芯片载体的制备及其性能研究，在国内首次将硅氧化物薄膜作为固相载体与SELDI-TOF-MS检测技术相结合应用于蛋白质分离，拓宽了蛋白质芯片载体的种类，简化了载体的制备工艺，为国内IMAC蛋白质芯片的成熟制备提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 综述
• 1.1 引言
• 1.2 IMAC蛋白质芯片的制备与检测
• 1.2.1 载体的选择
• 1.2.2 化学表面修饰
• 1.2.3 IMAC蛋白质芯片的检测
• 1.3 IMAC蛋白质芯片技术的应用
• 1.4 本文研究内容、目的、意思及创新性
• 2）薄膜'>第2章 磁控溅射法沉积硅氧化物（SiO₂）薄膜
• 2.1 引言
• 2.2 实验内容与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 实验结果与分析
• x薄膜的表面形貌表征'>2.3.1 SiO_x薄膜的表面形貌表征
• x薄膜的结构与组成'>2.3.2 SiO_x薄膜的结构与组成
• x薄膜与Al基体的结合性能'>2.3.3 SiO_x薄膜与Al基体的结合性能
• 2.4 小结
• x）薄膜'>第3章 溶胶凝胶法制备硅氧化物（SiO_x）薄膜
• 3.1 引言
• 3.2 试验内容与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验设备
• 3.2.3 试验步骤
• 3.3 结果与分析
• x薄膜表面形貌的表征'>3.3.1 SiO_x薄膜表面形貌的表征
• x薄膜的结构与组成'>3.3.2 SiO_x薄膜的结构与组成
• x薄膜与Al基体的结合性能'>3.3.3 SiO_x薄膜与Al基体的结合性能
• 3.4 小结
• 2）薄膜'>第4章 热氧化法制备硅氧化物（SiO₂）薄膜
• 4.1 引言
• 4.2 试验内容与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验设备
• 4.2.3 试验步骤
• 4.3 试验结果与分析
• 4.3.1 多孔面单晶硅片的化学蚀刻制备
• 4.3.2 绒面单晶硅片的化学蚀刻制备
• x）的制备'>4.3.3 硅氧化物薄膜（SiO_x）的制备
• 4.4 小结
• 2薄膜表面的化学修饰'>第5章 SiO₂薄膜表面的化学修饰
• 5.1 引言
• 5.2 试验方法与内容
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试验设备
• 5.2.3 试验步骤
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 载体表面修饰及蛋白质螯合机理
• 5.3.2 载体的表面形貌对蛋白质螯合量的影响
• 5.3.3 醛基化过程对蛋白质螯合量的影响
• 5.3.4 螯合剂种类对蛋白质螯合量的影响
• 5.3.5 螯合剂PH值对蛋白质螯合量的影响
• 5.4 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 详细摘要