多壁碳纳米管的改性与选择性分离富集白蛋白

【摘要】：蛋白质是一类具有生物活性的生物大分子,其离体后的稳定性较差,在分离纯化过程中极易变性,从而为提取分离具有生物活性的蛋白质增加了难度。蛋白质组学和蛋白质工程研究的发展,对从复杂基体(如生物、医药和环境样品)中温和、高效、高选择性地分离富集痕量蛋白质的前处理技术提出了迫切要求。发展具有生物相容性的固相萃取新方法和新材料以实现复杂生物样品中蛋白质的分离和纯化是解决当前问题的一个可行方案。 本论文采用超枝化阳离子聚合物非共价修饰多壁碳纳米管,改变了碳纳米管表面的亲水性和电荷性质,避免了共价接枝方法对碳纳米管结构的破坏或引入对蛋白质具有非特异性吸附的基团,提高了碳纳米管的分离性能。对聚合物修饰的多壁碳纳米管进行了红外(FT-IR)、热重(TGA)、透射电镜(TEM)、Zeta电位等表征。 以超枝化阳离子聚合物修饰的多壁碳纳米管(BPEI-MWNTs)为固相吸附材料填柱,并与顺序注射系统联用,实现了在线选择性分离富集牛血清白蛋白(BSA)。萃取前后的BSA经过圆二色光谱检测,证实从萃取柱表面回收的BSA没有发生结构变化。而且BPEI-MWNTs能够为吸附蛋白提供更多的结合位点,能有效消除吸附层中蛋白质之间的横向排斥作用,从而有效增大了BPEI-MWNTs对BSA的吸附容量,即167mg g-,是线性聚合物二甲基二烯丙基氯化铵修饰的多壁碳纳米管(PDDA-MWNTs)萃取BSA方法的6倍。在最佳实验条件下,当进样体积和洗脱体积分别为2.0mL和200μL时,25μg mL-1牛血清白蛋白的保留效率和洗脱效率均为100%,富集倍数为10。利用BPEI-MWNTs为固相萃取剂对人全血中的白蛋白实现了在线分离富集,经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝胶电泳鉴定,所得样品的纯度较好。