硼酸功能化磁性材料的制备及其对目标糖蛋白的分离和富集

发布时间：2016-12-18 16:39

  本文关键词：硼酸功能化磁性材料的制备及其对目标糖蛋白的分离和富集，，由笔耕文化传播整理发布。

《南开大学》 2014年

硼酸功能化磁性材料的制备及其对目标糖蛋白的分离和富集

张希浩  

【摘要】：本论文的主要内容是功能化硼酸亲和磁性纳米材料的制备及其在糖蛋白和唾液酸分离富集中的应用。论文内容包括如下五部分： 第一部分：绪论。介绍了本文工作中所应用的点击化学、蒸馏沉淀聚合法、硼酸亲和作用,以及功能化磁性材料在蛋白质分离检测方面的现状作了综述,最后简单概括了论文的研究意义、内容及创新性。 第二部分：本章使用了铜(I)催化的叠氮-炔基环加成(CuAAC)“点击”化学反应,制备了一种苯硼酸修饰的磁性纳米粒子(NPs)。首先,通过两步化学修饰,将叠氮基团修饰到Fe304表面；然后通过CuAAC反应将炔基修饰的苯硼酸分子连接到磁球表面。所合成纳米材料的形貌、结构及组成分别以透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)进行了详细的表征。所选的目标物为五种蛋白质：两种糖蛋白,卵清蛋白(OVA)及转铁蛋白(Trf)；三种非糖蛋白,溶菌酶(Lyz)、牛血清白蛋白(BSA)及细胞色素C (Cyt C)。最终点击合成的目标产物click-Fe3O4@APBA NPs平均直径23.2nm,且在外加磁场下,有较强的响应；其对糖蛋白显示出较高的吸附容量及较好的特异性。同时,通过常规的亲核取代反应合成的nonclick-Fe3O4@APBA NPs对糖蛋白的吸附效果要明显低于前者。这种显著地吸附量差异正好可以证明“点击”方法在配体固定方面具有明显的优势。最终,click-Fe3O4@APBA NPs还能够从实际鸡蛋清样品中有效地富集糖蛋白。 第三部分：本章通过蒸馏沉淀聚合这种简易省时的合成方法合成了苯硼酸及共聚单体修饰的多功能磁性纳米材料。聚合物材料壳层以亲和配体3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)为主单体,另一种辅助单体(亲水／疏水／带电作用)提供额外的识别作用力。所合成的一系列Fe3O4@p(AAPBA-co-monomer) NPs基于辅助单体的作用力,使其对糖蛋白的吸附效果明显增强。本实验对AAPBA与其他九种助单体的比例变化与糖蛋白的吸附效果进行了研究,对优化合成条件的材料的形貌、结构及组成进行了透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)表征。所选的目标物为五种蛋白质：两种糖蛋白,卵清蛋白(OVA)及转铁蛋白(Trf)；三种非糖蛋白,溶菌酶(Lyz)、牛血清白蛋白(BSA)及细胞色素C (Cyt C)。所合成的Fe3O4@pAAPBA及共聚合的Fe3O4@p(AAPBA-co-monomer)微球对糖蛋白显示出高的吸附容量以及较强的磁性响应,使其在外加磁场作用下很快地从溶液中分离出来。同时,Fe3O4@AAPBA及共聚合粒子在生理环境(pH=7.4)下对糖蛋白也有良好的吸附性能。合成的Fe304@p(AAPBA-co-monomer) NPs可以成功地从辣根过氧化物酶(HRP)的酶解液中富集出低丰度的糖基化肽段。除此之外,Fe3O4@p(AAPBA-co-monomer)NPs可作为吸附剂在生理条件下从实际蛋清样品中选择性地分离富集出目标糖蛋白。这些材料在糖蛋白组学分析中具有较大的应用潜力。 第四部分：本章工作将蒸馏沉淀聚合(DPP)法及点击化学合成法相结合,简便有效地合成了苯硼酸配体修饰的磁性纳米材料用于糖蛋白的富集。通过DPP法将苄氯基团聚合到磁性核外,进而被叠氮基团取代,然后通过铜(I)催化的叠氮-炔基环加成点击反应将炔基修饰的苯硼酸配体固定到磁球表面。所合成的纳米材料的形貌、结构及组成分别以透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)以及X射线光电子能谱(XPS)进行了表征。最终目标产物Fe3O4@pVBC@APBA微球的壳层约为～50nm,并对外加磁场有强的磁性响应。吸附结合试验表明Fe3O4@pVBC@APBA对糖蛋白有很高的吸附容量以及良好的特异性、选择性,并且由于炔基苯硼酸配体具有较低的pKa值,使得合成材料可以在生理条件下(pH=7.4)从蛋清实际样中分离出目标糖蛋白。这种材料经过几次吸附-解吸循环之后,对糖蛋白还保持良好的稳定性及选择性。研究表明,硼酸亲和作用材料在生物医药及生物工程等领域,如药物释放、生物传感中具有潜在的应用价值。 第五部分：本章工作通过一步蒸馏沉淀聚合(DPP)法合成了苯硼酸功能化的温敏型磁性纳米材料,用于人血清中唾液酸(SA)的富集检测。首先以水热法制备了分散性较好的柠檬酸基团修饰的磁性四氧化三铁材料,然后通过溶胶-凝胶法将双键直接修饰到磁球的表面。最终,使用DPP法,将3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)两种单体以共聚合方式修饰到磁球表层。所合成的Fe3O4@p(AAPBA-co-NIPA) NPs使用透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及热重分析(TGA)进行表征。实验中对合成材料的单体比例、吸附的温度及pH值作了细致地优化。唾液酸的含量通过一步柱前衍生反应后,以高效液相色谱进行定量检测。唾液酸与Fe3O4@p(AAPBA-co-NIPA) NPs的结合呈现了线性吸附的趋势,并且可以通过改变温度及pH值,将其很好地洗脱下来。此外,所合成的材料可以在酸性条件下将SA从人血清中富集并检测,而未受到血清中蛋白质及其他糖类生物分子存在的干扰。

【关键词】：
【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM271
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 段淑静;何锡文;陈朗星;张玉奎;;对巯基苯硼酸修饰石英晶体微天平传感器用于测定唾液酸[J];高等学校化学学报;2012年03期

2 王怀松;彭江涛;魏纪平;姜安;;基于原子转移自由基聚合和“Click”化学方法制备手性色谱固定相[J];化学学报;2012年12期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Yang Wang;Tian-Xin Wei;;Surface plasmon resonance sensor chips for the recognition of bovine serum albumin via electropolymerized molecularly imprinted polymers[J];Chinese Chemical Letters;2013年09期

2 吴建兵;凌丽霞;马国章;王宝俊;;巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的应用[J];高分子材料科学与工程;2013年10期

3 李剑峰;蒋晨;;脑胶质瘤靶向药物递送系统[J];国际药学研究杂志;2013年05期

4 江静;应万涛;钱小红;;亲水相互作用色谱结合串联质谱多重碎裂模式在完整糖肽研究中的应用[J];分析化学;2014年02期

5 Farzad Zamani;Elham Izadi;;聚乙烯基胺包裹Fe_3O_4@SiO_2磁性微球用于Knoevenagel缩合（英文）[J];催化学报;2014年01期

6 WahWah TheinHan;Jun Liu;Minghui Tang;Wenchuan Chen;Linzhao Cheng;Hockin H.K.Xu;;Induced Pluripotent Stem Cell-derived Mesenchymal Stem Cell Seeding on Biofunctionalized Calcium Phosphate Cements[J];Bone Research;2013年04期

7 Xue Meng;Yue Sun;Hong-yan Gu;Hong-shan Wei;Xing-wang Li;;Cloning and Expression of HBV Infection Related Novel Gene C12orf49[J];Infection International(Electronic Edition);2013年02期

8 肖思思;邱春孝;徐婉珍;姜博;马鹏飞;王宁伟;;原子转移自由基聚合法制备表面分子印迹聚合物及性能研究[J];功能材料;2013年24期

9 惠佳;唐玉生;孔杰;;超支化拓扑高分子“点击化学”合成的新进展[J];材料导报;2014年01期

10 汪文龙;吕辉;张国栋;夏春谷;李福伟;;自催化点击化学:新型基于氮杂卡宾铜配合物的超分枝“click聚合物”的合成与表征（英文）[J];分子催化;2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 刘焱;苟佳佳;郝永梅;;磁性纳米吸附剂用于水环境中铜离子的去除[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集（第五卷）[C];2013年

2 Yaogang Zhong;Tianran Ma;Xiuxuan Sun;Wentian Chen;Yuan Hu;Yannan Qin;Peixin Zhang;Haoxiang Wu;Jihong Cui;Huijie Bian;Zheng Li;;Alteration and location of GalNAc-binding proteins in activated human hepatic stellate cells[A];第十一届全国博士生学术年会（生物医药专题）论文集（中册，墙报P1-P24）[C];2013年

3 马荣娜;Junjie Hu;Huangxian Ju;;Highly Selective Enrichment of Phosphopeptides with High-Index Facets Exposed Octahedral Tin Dioxide Nanoparticles for Mass Spectrometric Analysis[A];第八届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2013年

4 林文静;聂淑瑜;孙尧;章莉娟;;pH响应4-杂臂星形聚合物胶束的载药/释药性能:实验与耗散粒子动力学模拟[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第2分会：溶液中的聚集与分子组装[C];2013年

5 李秋;李淼;金义光;杜丽娜;苏畅;;紫杉醇pH敏感嵌段共聚物胶束的制备、性质和体外释药行为[A];2012年中国药学大会暨第十二届中国药师周论文集[C];2012年

6 赵甲;范颖兰;郭建武;张颖;;磁性能/温敏性纳米银催化剂合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第26分会：胶体与界面[C];2014年

7 姜宽;王承健;孙玉姣;刘洋;王仲孚;黄琳娟;;两种不同来源的卵转铁蛋白N-糖组结构的质谱分析及比较[A];中国化学会首届全国质谱分析学术研讨会会议论文集[C];2014年

8 薛芸;刘元元;王彦;谷雪;闫超;;苯硼酸修饰的聚乙烯亚胺接枝二氧化硅微球的制备及应用[A];第十届全国生物医药色谱及相关技术学术交流会论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张建;结构新颖的1,2,3-三唑类化合物的合成及其生物活性[D];华东理工大学;2013年

2 邓琼;多功能三氮唑氨基酸衍生物构建及基于白藜芦醇的Aβ42探针研究[D];华东理工大学;2013年

3 朱兴;基于ATRP和CuAAC反应高效合成环状聚合物及其性能研究[D];苏州大学;2013年

4 刘潇;实心及中空型磁性高分子复合微球的制备及其固定化脂肪酶的研究[D];兰州大学;2013年

5 王思明;毛细管酶微反应器的制备及其应用研究[D];北京化工大学;2013年

6 甘自保;铁氧化物/贵金属复合材料的制备及其SERS效应研究[D];中国科学技术大学;2013年

7 姚琪;蛋白质翻译后修饰及不同修饰间相互调控研究[D];武汉大学;2011年

8 张万军;基于新材料的翻译后修饰蛋白质、多肽富集鉴定新方法的研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2013年

9 杨刚龙;肝细胞癌患者血清糖蛋白质组及其糖链结构研究[D];西北大学;2013年

10 秦棪楠;乙肝、肝纤维化/肝硬化及肝癌发展过程中蛋白质糖基化变化的研究[D];西北大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 丁德贤;聚合物环糊精手性固定相的合成和对布洛芬对映体的分离[D];华东理工大学;2013年

2 王蕾;唾液酸产品的制备及其在婴儿配方奶粉中的应用[D];东北农业大学;2013年

3 张小敏;自由基加成聚合制备聚酯与丙烯酸酯共聚物的研究[D];苏州大学;2013年

4 徐冰冰;硫醇/烯类单体的光聚合研究[D];北京化工大学;2013年

5 陈金莹;无金属酸促进条件下合成苯并[4，5]咪唑并[2，1-α]异吲哚和1，2-二烷基-2，3-二氢苯并咪唑[D];兰州大学;2013年

6 薛扬;基于功能化聚亚甲基的星形聚合物的设计、合成及应用[D];郑州大学;2013年

7 刘洋;1，2，3-三氮唑桥连膦酸酯类化合物的合成和研究[D];郑州大学;2013年

8 杜超;PUA/PSS层层自组装药物载体的制备及智能响应性药物释放[D];郑州大学;2013年

9 梁红霞;Fe_3O_4基纳米复合材料的设计合成及光催化的性质研究[D];安徽大学;2013年

10 谭志;高内相比乳液模板法制备高吸油性树脂[D];鲁东大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王华芳;何运华;何锡文;李文友;陈朗星;张玉奎;;3-氨基苯硼酸为功能单体在壳聚糖上印迹牛血清白蛋白的研究[J];高等学校化学学报;2008年04期

2 李娟;段明;张烈辉;蒋晓慧;;点击化学及其应用[J];化学进展;2007年11期

3 高学超;高保娇;牛庆媛;赵婧;;采用新型离子表面印迹材料在皮米尺度上对相邻稀土离子进行识别分离的研究[J];化学学报;2010年11期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 于秋;吕玉萍;韩树江;;制备磁性纳米材料的研究进展[J];科技创新与应用;2013年26期

2 任红轩;;磁性纳米材料的制备与应用发展趋势[J];新材料产业;2011年08期

3 郭祖鹏;师存杰;焉海波;;磁性纳米材料在分离和检测中的应用研究进展[J];磁性材料及器件;2012年01期

4 唐祝兴;薛君;;Fe_3O_4@Vc磁性纳米材料的合成及其对水中Cu(Ⅱ)的吸附性能研究[J];沈阳理工大学学报;2013年06期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘沛;崔新爱;胡道道;;两亲性磁性纳米材料的制备及其在深度脱硫中的应用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年

2 侯仰龙;;磁性纳米材料的化学控制合成[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年

3 曾瑶;侯仰龙;;各向异性磁性纳米材料的控制合成及其电化学性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年

4 高利增;庄洁;聂棱;张锦彬;张宇;顾宁;王太宏;杨东玲;冯静;Sarah Perrett;阎锡蕴;;四氧化三铁磁性纳米材料具有辣根过氧化物酶活性[A];第十届中国科协年会论文集（三）[C];2008年

5 侯仰龙;;磁性纳米材料的控制合成及其潜在应用探索研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

6 侯仰龙;;磁性纳米材料的化学设计、控制合成及其潜在应用[A];2012中国功能新材料学术论坛暨第三届全国电磁材料及器件学术会议论文摘要集[C];2012年

7 刘毅敏;赵先英;杨旭;王祥智;赵华文;;基于磁性纳米材料的肿瘤治疗研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年

8 颜雪;韩三阳;张雪姣;姚建林;袁亚仙;顾仁敖;;磁性纳米材料在重金属离子分离及检测中的应用[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年

9 郝瑞;吴佳佳;余靓;杨策;侯仰龙;;多功能磁性纳米材料的化学设计、控制合成及其潜在应用探索研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

10 刘吉众;黄嫣嫣;刘国诠;赵睿;;表面分子印迹核壳磁性纳米材料的制备与分析应用研究[A];全国生物医药色谱及相关技术学术交流会（2012）会议手册[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 阳光;[N];中国医药报;2006年

2 记者 钱敏;[N];中国化工报;2010年

3 本报记者 刘洪宇;[N];辽宁日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 洪霞;磁性纳米材料的合成、组装及应用[D];吉林大学;2004年

2 张海涛;磁性纳米材料的控制合成和物性研究[D];中国科学技术大学;2006年

3 朱浩;新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究[D];兰州大学;2013年

4 熊鹰;磁性纳米材料的合成及磁场诱导组装[D];中国科学技术大学;2007年

5 张希浩;硼酸功能化磁性材料的制备及其对目标糖蛋白的分离和富集[D];南开大学;2014年

6 汤慧利;新型磁性纳米材料和介孔氧化硅材料的设计合成及应用研究[D];复旦大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杜芬芳;磁性纳米材料的连续溶剂热制备与表征[D];山东大学;2009年

2 邓佳;磁性纳米材料的制备及其在有机合成中的应用[D];河北师范大学;2012年

3 李永记;磁性纳米材料去除水中有毒污染物的应用研究[D];西南大学;2013年

4 薛君;功能化磁性纳米材料的制备及其在废水污染物治理中的应用研究[D];沈阳理工大学;2014年

5 刘元君;离子液体辅助合成磁性纳米材料[D];安徽师范大学;2007年

6 程琴;磁性纳米材料的制备及其在酚类化合物和三磷酸腺苷检测中的应用研究[D];西南大学;2012年

7 李培贺;新型磁性纳米材料的合成及其在有机合成中的应用[D];河北师范大学;2014年

8 张媛媛;高分子包覆的磁性纳米材料的制备及其吸附分离性能研究[D];鲁东大学;2014年

9 聂祥坤;多功能磁性纳米材料的制备及应用[D];湖南大学;2014年

10 单小璇;磁性纳米材料的化学法制备及性能研究[D];华南理工大学;2011年

  本文关键词：硼酸功能化磁性材料的制备及其对目标糖蛋白的分离和富集，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：219121