金屬硫蛋白印跡聚合物研究.pdf

1、金屬硫蛋白(metallothionein，MT)是一類具有低分子量、高巰基含量，能大量結(jié)合重金屬離子的活性蛋白質(zhì)。本文介紹了金屬硫蛋白的研究進(jìn)展，在綜述了分子印跡技術(shù)(molecular imprinted technology，MIT)的基本理論、制備技術(shù)及應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，制備了具有分子識(shí)別能力的分子印跡聚合物(molecular imprinted polymer,MIP)，采用靜態(tài)吸附、特異性吸附、掃描電鏡等方法對(duì)聚合物進(jìn)行了

2、表征，同時(shí)對(duì)印跡聚合物的印跡機(jī)理進(jìn)行了初步探討。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： ①考察了工業(yè)化生產(chǎn)金屬硫蛋白粗品的生產(chǎn)工藝，并提出了精品的生產(chǎn)工藝。同時(shí)對(duì)誘導(dǎo)后家兔肝、腎和肺中金屬硫蛋白的含量進(jìn)行了比較，對(duì)誘導(dǎo)次數(shù)以及采用生理鹽水作為誘導(dǎo)劑進(jìn)行了研究。 ②采用沉淀聚合法，以金屬硫蛋白為印跡分子、丙烯酸(AA)為功能單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯(lián)劑、偶氮二異丁腈(AIBN)為光引發(fā)劑、氯仿為溶劑制備了金屬硫

3、蛋白印跡聚合物。考察了丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二異丁腈的用量以及聚合物粒徑大小對(duì)聚合物吸附量的影響，同時(shí)對(duì)聚合物的吸附動(dòng)力學(xué)和解吸率進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用5mg左右的金屬硫蛋白作為印跡分子，丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯的最佳比例關(guān)系為1:2(V/V)；聚合物粒徑越小，吸附性能就越好；聚合物的吸附平衡時(shí)間以及解吸率分別為4h和54.91％。 ③采用本體聚合法制備了金屬硫蛋白的印跡聚合物。研究了本體聚合法合成印跡聚

4、合物的最佳條件，溶液的用量等。結(jié)果表明，當(dāng)丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯的最佳用量比例關(guān)系為1:1(V/V)時(shí)，采用光引發(fā)制備的金屬硫蛋白印跡聚合物具有較好的吸附效果；印跡聚合物對(duì)金屬硫蛋白具有特異性吸附，吸附量明顯高于非印跡分子。 ④通過紫外光冷引發(fā)制備了金屬硫蛋白的印跡復(fù)合膜(MT-ICMs)，比較了以尼龍膜、聚偏二氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜為支撐體形成的印跡聚合物的吸附性能，重點(diǎn)研究了以尼龍膜為支撐體的金屬硫蛋白印跡復(fù)合膜的性能

5、。結(jié)果顯示，該膜表面均勻，韌性較好，對(duì)金屬硫蛋白具有良好的選擇性，且吸附平衡和解吸時(shí)間都較短，有利于工業(yè)化應(yīng)用，同時(shí)該研究也為其生產(chǎn)應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 ⑤以金屬硫蛋白為印跡分子，超薄納米二氧化鈦?zhàn)鳛槲胶陀≯E基質(zhì)，采用表面溶膠凝膠分子印跡技術(shù)制備了新型的分子印跡聚合物，使用石英晶體微天平現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)研究了金屬硫蛋白在超薄納米二氧化鈦印跡膜和非印跡膜表面的吸附行為。通過印跡，金屬硫蛋白在納米二氧化鈦表面的吸附量比非印跡膜提高了3倍，

6、吸附平衡常數(shù)為47.9L·g-1(金屬硫蛋白濃度為0.4mg/mL)。印跡膜對(duì)金屬硫蛋白具有良好的特異性識(shí)別能力，而對(duì)非印跡分子的吸附量明顯較低。此實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步研究金屬硫蛋白的性質(zhì)及其應(yīng)用提供了理論依據(jù)。 ⑥通過紅外光譜、平衡結(jié)合方法、Scatchard分析以及透射電鏡(TEM)等手段對(duì)金屬硫蛋白印跡聚合物的印跡機(jī)理進(jìn)行了初步探討。采用紅外光譜研究了加入金屬硫蛋白后功能單體丙烯酸官能團(tuán)譜峰的變化，結(jié)果表明金屬硫蛋白分子中的-SH

7、與丙烯酸中的C=O在氯仿溶液中能形成π-π鍵，由聚合物的吸附特性和Scatchard分析可以得出，金屬硫蛋白印跡聚合物至少存在三種結(jié)合位點(diǎn)，其高、中、低的最大吸附量分別為3.3896mg/g、0.9362mg/g、1.6583mg/g；通過透射電鏡可以觀察到，金屬硫蛋白在聚合過程中主要以分子兩端的巰基作為結(jié)合位點(diǎn)，不同位置的巰基受到的空間位阻不同，導(dǎo)致產(chǎn)生了三種不同的結(jié)合位點(diǎn)。 本文的研究為進(jìn)一步利用分子印跡技術(shù)進(jìn)行金屬硫蛋白的