聚合物固载的咪唑离子液体对蛋白质的分离研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文聚合物固载的咪唑离子液体对蛋白质的分离研究作者姓名：指导教师：赵刚何荣桓教授东北大学申请学位级别：博士学科类别：理学学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：分析化学2013年10月29日论文答辩日期：2014年4月3日年月日答辩委员会主席：徐章润陈旭伟东北大学2014年6月万方数据ADissertationinAnalyticalChemistryPolymerImmobilizedAlkylimidazoliumIonicLiquidsinExtractionandPurificationofProte

2、insbyZhaoGangSupervisor：ProfessorHeRonghuanNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其它人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢．]艺思。学位论文作者签名：趣刹日期：上护f午．7夕学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文

3、的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口弋专∥／／一年半口两年口差譬论毫作者签名装髦U签字日期：2。1年，7．弓一导师签名：签字日期：77yc1■1Z／哔吁1翘睁／1伊万方数据东北大学博士学位论文摘要聚合物固载的咪唑离子液体对蛋白质的分离研究摘要近年来离子液体在分析科学领域得到广泛的应用。离子液体的功能基团使其在分离富集方面具有很高的效率。同时，离子液体的不挥发性使其成为

4、一种环境友好的溶剂。因此，基于离子液体的萃取技术被用来分离提纯蛋白质。但由于离子液体的高粘度以及某些离子液体与水的混溶性等问题，造成了离子液体传质速率低、平衡时间长以及相分离难等不足。为解决这方面的问题，通过化学或物理的方法将不同的固体基底用来固定离子液体，获得了比纯离子液体更好的可设计的表面性质。利用这种固载的离子液体可以有效地对金属离子、有机分子及药物等目标进行分离。尤其是相比于有机溶剂，具有优越物理化学性质的离子液体在萃取分离生物分子如蛋白质等方面更是吸引人们对其进行深入的研究。本论文利用聚合物固载离子液体，采用固相萃取的方法进行生物样品蛋

5、白质的分离纯化，改性的离子液体克服了离子液体损耗大的缺点；研究了洗脱剂十二烷基硫酸钠(SDS)与蛋白质之间的相互作用，以便更好地理解表面活性剂作为洗脱剂用于分离富集蛋白质的相关机制；利用所建立的分析方法对复杂基体人体血样中的血红蛋白(Hb)的分离分析进行了应用研究。咪唑阳离子被接枝在氯甲基化聚苯乙烯的表面，接枝产物为聚苯乙烯固载的氯代咪唑离子液体(PS．CH2．[MIM]十CI一)。这种经过修饰的聚合物材料可以被用来选择性的萃取Hb。对所得材料进行了红外光谱分析、表面电荷分析和化学元素分析，其中咪唑基团含量约为2mmolg～。在优化实验条件下，P

6、S．CH2一[MIM]+C1一对Hb的吸附效率为91％，洗脱效率达到80％，吸附容量为23．6ggmg～。萃取后舶的活性为90％。这种含咪唑基团的聚合物仍保持原有固相形态，所以可以直接用来吸附Hb，而不需借助其它的固相材料作为支撑体。应用该萃取分离方法可以实现人全血中Hb的分离。以磺化聚醚醚酮(SPEEK)和1．丁基．3．甲基咪唑六氟磷酸盐(BmimPF6)为原料，制备了含有咪唑基团的复合物聚醚醚酮咪唑阳离子复合物(SPEEK．Bmim)，并通过红外光谱、表面电荷分析和元素分析等手段对其进行了表征。制备的材料可以选择性吸附Hb，吸附率可以达到90

7、％，吸附容量达到31．6P．gmg-1。吸附的Hb可以用SDS溶液洗脱，洗脱率为84％。同时洗脱的Hb活性约为原来的91％。说明该新型材料的生物相容性较高。这种离子液体修饰的SPEEK复合物也可以实现人全血中Hb的分离。TT万方数据东北大学博士学位论文摘要最后通过荧光光谱、圆二色光谱(CD)研究了SDS与Hb之间的相互作用。由荧光滴定实验揭示了SDS对Hb的荧光淬灭机理，结果得知SDS对Hb的荧光淬灭机理为静态淬灭，并且获得了表观结合常数K和结合位点数刀。结合热力学公式计算出不同温度下SDS—Hb体系的焓变、熵变和吉布斯自由能变化。焓变小于零，熵

8、变略大于零，说明二者之间的主要作用为静电作用。此外，吉布斯自由能也为负值，这说明在洗脱过程中，SDS与Hb的结合是自发进行的。同步荧光光