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微波辅助合成硅胶键合树枝状大分子及其用于生物固定化的研究

张春婷  
【摘要】:自从1985年Tomalia报道聚酰胺-胺型(Polyamidoamine, PAMAM)树枝状大分子以来,由于PAMAM具有精确的分子结构、分子内存在大量的空腔、表面含有大量的官能团以及分子本身具有纳米尺寸等特点,引起了广泛的关注。但是在液态树枝状大分子的合成过程中,由于加入的原料大大过量,而且原料和产物都溶于反应中所使用的溶剂甲醇,以目前比较常用旋转蒸发的方法提纯得到产品纯度不是很高;同时液态也一定程度上限制了树枝状大分子的应用范围。将树枝状大分子固载到适当的载体上,不但获得的产品纯度高,而且分离非常简单,并且拓展了树枝状大分子的应用范围。通过硅胶负载树枝状大分子,得到一类新型的有机/无机杂化材料,它同时兼具了无机材料和树枝状大分子的结构特性,体现了有机和无机的结合。 常规合成PAMAM的方法往往需要花费大量的时间,而微波是近年来得到迅速发展与应用的一门新技术,直接微波加热可以显著地缩短反应时间,而且也能够减少副反应、提高产率、改善反应的重现性。所以本文尝试将微波辅助技术引入硅胶键合PAMAM的反应。在微波辅助下采用发散法,通过重复以下两步反应:(1)丙烯酸甲酯与表面氨基的Michael加成反应;(2)乙二胺同以酯基为端基的产物的酰胺化反应,得到了一系列PAMAM树枝状大分子修饰的硅胶。利用傅立叶红外光谱、酸碱滴定、荧光显微镜、元素分析等方法对产物进行了表征。结果表明,通过微波辅助的方法能够快速有效地合成PAMAM树枝状大分子修饰的硅胶。 因为PAMAM修饰的硅胶表面具有大量的氨基基团,可以和氨基酸、蛋白质产生不同的相互作用,同时,PAMAM具有极佳的生物相容性,因此本文对PAMAM树枝状大分子修饰的硅胶展开在生物固定化方面的研究。 以PAMAM树枝状大分子修饰的硅胶为载体,采用吸附和共价两种方式对牛血清白蛋白(BSA)的固定化。结果表明PAMAM修饰的硅胶对BSA的能力比未修饰的硅胶强,而且吸附量随着PAMAM代数的增加而增加;采用共价的方法PAMAM修饰的硅胶对牛血清白蛋白的固载量随着PAMAM代数的增加而增加。 以PAMAM树枝状大分子修饰的硅胶为载体,采用共价法对氨基酰化酶的进行了固定化。固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术,该技术克服了游离酶法稳定性的不足的缺点,提高了酶的储存稳定性,容易实现重复使用及连续自动化生产,降低了成本。结果表明,以PAMAM修饰的硅胶为载体将氨基酰化酶的固定化,酶的固载量和酶活均随着PAMAM代数的增加而增加。 本文将PAMAM修饰的硅胶用于表睾酮单克隆抗体的固定,制备得到的免疫亲和柱,对样品中的表睾酮和睾酮进行免疫亲和萃取。免疫亲和萃取是基于抗体与抗原的高度特异性结合的特点,将目标化合物从复杂的基体中特异性捕获和富集,具有高度灵敏和高特异性的优点。结果表明,制备的免疫亲和柱能够对睾酮和表睾酮特异性捕获,与毛细管电泳联用能够应用于实际尿样的分析检测,建立了快速、高效、高特异性地同时测定复杂体系中睾酮和表睾酮的方法。


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