基于谷氨酸修饰磁性粒子对BSA的吸附研究

发布时间：2017-09-27 12:03

  本文关键词：基于谷氨酸修饰磁性粒子对BSA的吸附研究

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【摘要】：牛血清白蛋白(Bovine serum albumin, BSA)是牛血液中含量最多的蛋白质,其含量约占血清中蛋白质总量的一半以上。具有许多重要的生理功能,不但可以作为调味用品、保健食品等直接食用,而且作为一种优良模型蛋白广泛应用在生物工程、化学化工、医药化工和食品工程等领域,市场需求量甚大。因此对BSA进行快速高效的分离纯化一直是研究的热点之一。基于磁性分离技术对蛋白质进行分离纯化的方式是一种新兴技术,具备操作简单、效率高、成本低、易再生等优点。壳聚糖作为碱性多糖其羟基、氨基含量丰富易于通过化学修饰赋予多种功能,由壳聚糖包覆磁性粒子制成的磁性壳聚糖微球兼有磁性纳米粒子的磁响应性与壳聚糖良好生物相容性的特点。本文研究磁性壳聚糖微球上连接谷氨酸对吸附BSA能力的影响,通过对原位法制备磁性Fe3O4粒子条件的筛选、磁性壳聚糖微球制备条件的优化、谷氨酸改性磁性壳聚糖微球及其对水溶液中BSA分离效果、谷氨酸磁性壳聚糖微球对牛血清中BSA的分离效果四个方面的研究,以期为BSA的分离纯化技术路线提供理论依据和技术路线。获得以下结果：1、原位法制备磁性Fe3O4纳米粒子。主要研究了反应中还原剂量、氨水体积、熟化时间、熟化温度对制备的磁性Fe3O4纳米粒子粒径与磁性能的影响。结果表明：磁性Fe3O4纳米粒子的磁性能随着还原剂量的增加先增强后减弱；在氨水体积从20mL增加到35 mL时磁性Fe3O4纳米粒子的磁性能略有增强,当氨水体积超过40 mL后磁性Fe3O4纳米粒子的粒径随着氨水量的增加迅速变宽；磁性Fe3O4纳米粒子的磁性能随着熟化温度的增加、熟化时间的延长先增强之后变化不大。在理想条件下制备的磁性Fe3O4纳米粒子为类球状,平均粒径为0.7 gm,含铁量为92.6%,饱和磁化强度为38.63emu/g。2、反相悬浮法制备磁性壳聚糖微球。以液体石蜡为油相,戊二醛为交联剂,Span-80为表面活性剂,对制备条件进行了研究。结果表明：壳聚糖磁性微球的粒径随着油相体积增加,搅拌速度的加快而减小；壳聚糖添加量在10～30 mg时对粒径大小影响不大；在反应时间相同的条件下,反应速度随着反应温度的升高而加快,产物粒径也随之增加；而反应时间过长使得产物颜色加深不利于进一步功能化。在理想条件下制备的壳聚糖磁性微球,外观呈圆球形,平均粒径23.65μm,饱和磁化强度为18.59 emu/g。3、谷氨酸改性磁性壳聚糖微球对水溶液中BSA分离效果。通过环氧氯丙烷交联谷氨酸到磁性壳聚糖微球,构建一种磁性吸附剂。利用构建的磁性吸附剂分离水溶液的BSA,并对吸附性能进行了评价。结果表明：溶液pH、离子强度、初始BSA浓度、吸附时间对BSA的吸附量影响显著；最大吸附溶液pH值为5.0; BSA浓度、吸附时间与BSA吸附量呈正相关,而离子强度浓度则相反；其吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型；在理想吸附条件下约40 min达到吸附平衡,最大吸附容量为94.1 mg/g；采用3g/100 g的NaCl溶液作为洗脱剂,洗脱率为97.2%,经过5次吸附-洗脱循环,洗脱率均大于90%,重复吸附量无明显下降。4、谷氨酸改性磁性壳聚糖微球对牛血清中BSA的分离效果。SDS—PAGE电泳结果表明,吸附分离的BSA为单一条带,与BSA标准品基本一致,表明构建的磁性吸附剂对血清中BSA具有较好的选择性。回收率经估算为28.85%。结果提示此磁性吸附剂分离牛血清中BSA的是一种有效方法。
【关键词】：牛血清蛋白 磁性壳聚糖微球 谷氨酸改性 吸附效果
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O647.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第1章 文献综述11-25
• 1.1 牛血清白蛋白研究现状11-14
• 1.1.1 基本结构11-12
• 1.1.2 理化性质12
• 1.1.3 生物学功能12-13
• 1.1.4 分离纯化13-14
• 1.2 磁性Fe_3O_4纳米材料的制备、壳聚糖修饰与功能化14-22
• 1.2.1 磁性Fe_3O_4纳米粒子的制备方法14-19
• 1.2.2 壳聚糖的性质与食品中的应用19-20
• 1.2.3 壳聚糖修饰磁性纳米粒子20-22
• 1.2.4 谷氨酸修饰功能化22
• 1.3 选题的意义与内容22-25
• 1.3.1 选题的意义22-23
• 1.3.2 研究内容23-25
• 第2章 谷氨酸改性磁性壳聚糖微球的制备25-45
• 2.1 材料26-28
• 2.1.1 试验试剂26-27
• 2.1.2 主要设备与仪器27-28
• 2.2 试验方法28-32
• 2.2.1 磁性Fe_3O_4纳米粒子的制备28
• 2.2.2 磁性Fe_3O_4纳米粒子制备条件的选择28-30
• 2.2.3 磁性壳聚糖吸附剂的制备30
• 2.2.4 磁性壳聚糖微球制备条件的选择30-31
• 2.2.5 磁性壳聚糖微球的改性31
• 2.2.6 表征方法31-32
• 2.3 结果与分析32-42
• 2.3.1 Fe_3O_4纳米粒子制备条件32-35
• 2.3.2 磁性壳聚糖微球制备条件35-39
• 2.3.3 产品表征39-42
• 2.4 本章小结42-45
• 第3章 谷氨酸改性磁性壳聚糖微球吸附牛血清蛋白45-57
• 3.1 材料45-46
• 3.1.1 试验试剂45-46
• 3.1.2 试验仪器46
• 3.2 试验方法46-49
• 3.2.1 GA-CMNs对BSA的吸附容量46-47
• 3.2.2 溶液pH值对BSA吸附量的影响47
• 3.2.3 浓度的盐溶液对BSA吸附量的影响47
• 3.2.4 吸附时间对BSA吸附量的影响47
• 3.2.5 初始BSA质量浓度对BSA吸附量的影响47-48
• 3.2.7 温度对BSA吸附量的影响48
• 3.2.8 GA-CMNs的再生性能48
• 3.2.9 GA-CMNs对牛血清中BSA的分离48-49
• 3.3 结果与讨论49-56
• 3.3.1 溶液pH值对BSA吸附量的影响49-50
• 3.3.2 离子浓度对BSA吸附量的影响50-51
• 3.3.3 吸附时间对BSA吸附量的影响51
• 3.3.4 吸附动力学51-52
• 3.3.5 初始BSA浓度对吸附量的影响52-53
• 3.3.6 热力学研究53-54
• 3.3.7 温度下对BSA吸附量的影响54
• 3.3.8 GA-CMNs的再生54-55
• 3.3.9 GA-CMNs分离牛血清中BSA55-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 结论与展望57-59
• 4.1 结论57
• 4.2 展望57-59
• 参考文献59-67
• 致谢67-69
• 攻读学位期间研究成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 吴志超;陈国;苏鹏飞;;羧基功能化超顺磁性纳米粒子吸附牛血清蛋白的特性[J];华侨大学学报(自然科学版);2015年03期

2 郑兴芳;;水热法制备纳米氧化物的研究进展[J];无机盐工业;2009年08期

3 邓俊;李明春;辛梅华;葛亚芳;;α-酮戊二酸修饰壳聚糖微球对牛血清蛋白的吸附[J];化工进展;2008年12期

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6 李娟,张耀庭,曾伟,罗璇,廖长春;应用考马斯亮蓝法测定总蛋白含量[J];中国生物制品学杂志;2000年02期

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本文编号：929558