二氧化硅粒子表面聚合物/蛋白质混合型分子刷的制备

摘要

近二十年来，固定化酶在化学和制药工业中得到了广泛的应用。固定化酶与自由酶相比具有很多优势，例如，固定化酶可以提高酶的稳定性和活性，反应产物及酶催化剂更容易从反应体系中分离等。尽管已有大量文献对固定化酶的基本性质进行了广泛而深入的报道，但在以前的工作中，人们仅将酶固定在固体表面，这极大地限制了其应用。
　　本研究为了提高蛋白质的稳定性并控制其活性，把温度响应型聚合物分子刷和蛋白质分子共同固定在二氧化硅纳米粒子的表面。首先，通过二氧化硅粒子的表面化学改性合成二硫吡啶功能化的二氧化硅粒子，然后通过巯基-二硫键交换反应将端基为巯基的聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(POEGMA)和牛血清白蛋白(BSA)分子接枝到二氧化硅粒子表面。我们利用X射线光电子能谱仪(XPS)、热失重分析(TGA)、动态光散射(DLS)、zeta电位、紫外-可见光谱仪、核磁共振谱、共聚焦显微镜(CLSM)和透射电子显微镜(TEM)等手段表征了二氧化硅粒子表面的蛋白质分子刷和聚合物/蛋白质混合型分子刷。从测试结果来看，聚合物分子刷不仅保护了蛋白质分子而且提高了二氧化硅粒子在水中的分散性能。BSA的蛋白质活性可以由温敏型POEGMA聚合物分子刷控制，在POEMGA的低临界溶解温度(LCST)之下时，BSA的活性不受聚合物分子刷的影响；而在LCST之上时，BSA的活性会显著下降。为了研究新型接枝反应在固定化酶中的应用，我们还利用巯基-二硫键交换反应在二氧化硅粒子表面制备了BSA蛋白质刷并对其催化活性进行了研究。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章前言

第一节 蛋白质-二氧化硅粒子杂化材料概述

1.1.1二氧化硅粒子（SiO2）简介

1.1.2蛋白质/聚合物-二氧化硅粒子杂化材料概述

1.1.3蛋白质/聚合物-二氧化硅粒子杂化材料的制备方法

第二节 聚合物分子刷

1.2.1 聚合物分子刷简介

1.2.2 聚合物分子刷的分类

1.2.3聚合物分子刷的制备方法

1.2.4 利用活性/可控聚合技术制备聚合物分子刷

第三节 二硫键交换反应概述

第四节 课题的提出

参考文献

第二章 带有蛋白质刷的二氧化硅粒子的制备

第一节 前言

第二节 实验部分

2.2.1试剂

2.2.2仪器

2.2.3实验方法

2.2.4表征与测试条件

第三节 结果与讨论

2.3.1二硫氨基修饰的二氧化硅粒子的表征

2.3.2二硫吡啶修饰的二氧化硅粒子的表征

2.3.4 带有谷胱甘肽的二氧化硅粒子的表征

2.3.3带有蛋白质刷的二氧化硅粒子的表征

2.3.5.带有蛋白质刷的二氧化硅粒子中的BSA酶催化活性测试

第四节 本章小结

参考文献

第三章带有聚合物/蛋白质混合型刷的二氧化硅粒子的制备

第一节 前言

第二节 实验部分

3.2.1试剂

3.2.2仪器

3.2.3实验方法

3.2.4表征与测试条件

第三节 结果与讨论

3.3.1RAFT聚合制备的聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯（POEGMA）的表征

3.3.2带有聚合物分子刷的二氧化硅粒子的表征

3.3.3带有聚合物/蛋白质混合型分子刷的二氧化硅粒子的表征

3.3.4带有聚合物/蛋白质混合型刷的二氧化硅粒子中的BSA酶催化活性测试

第四节 本章小结

参考文献

第四章全文总结

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果