| 功能化超大孔吸附树脂的合成、制备及多肽吸附机理研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 王浩 | |
| Thesis Advisor | 邸多隆 ; 张喜民 |
| 2018-05-23 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 工程硕士 |
| Degree Discipline | 制药工程 |
| Keyword | 超大孔吸附树脂 化学改性 多肽吸附机理 Super macroporous adsorption resins Chemical modification Adsorption mechanism of peptides |
| Abstract | 多肽（peptide）是氨基酸分子之间的羧基与氨基脱水缩合，以肽键连接的酰胺衍生物。天然多肽在许多生物体中以游离方式存在，由于其具有很好的生物活性，故又称为生物活性肽。近年来，天然多肽已被广泛使用于食品和药品领域。如何从天然动物、植物、微生物中分离活性多肽物质，显得尤为重要。 大孔吸附树脂（macroprousadsorptionresin，MAR）是一种具有丰富孔结构和高比表面积的高分子聚合物，已被广泛使用于天然产物的分离富集。近年来，在MAR基础上发展起来的超大孔吸附树脂，由于其平均孔径大，吸附性能好，生产成本低等优势，已广泛使用于生物大分子的分离。 本论文以四种不同性质的多肽为分离对象，分别开展了超大孔吸附树脂的制备、超大孔吸附树脂的物理涂敷与化学改性和超大孔吸附树脂分离富集多肽的机理研究。研究内容主要内容包括以下几个方面： 1.通过反胶束溶胀法，制备了两种不同交联剂的、具有超过150nm孔径的超大孔吸附树脂。通过变换不同的搅拌速度，研究了搅拌速度对于树脂孔径、孔容、比表面积和平均孔径的影响，并筛选出搅拌速度200rpm为最佳搅拌速度。同时，我们通过改变聚合物交联剂，制备了一种新的超大孔吸附树脂。胰岛素吸附实验结果显示，新制备的树脂较常见交联剂制备的树脂的吸附容量上升了20%，并推测氢键是多肽的吸附的重要作用力。吸附结果为下一步工作的开展提出了研究思路，进一步研究氢键对于多肽吸附的影响。 2.通过多巴胺在碱性条件自聚合形成聚多巴胺，在树脂表面进行了物理改性，提高了树脂的亲水性和机械强度。通过对传统TRIS溶液的改性，研究了不同乙醇浓度和不同盐酸多巴胺对聚多巴胺改性树脂结构和性能的影响。为聚多巴胺涂敷疏水性大孔吸附树脂提供了理论基础，也制备了一种对多肽蛋白的有潜力的吸附树脂。我们还通过傅克反应，在超大孔吸附树脂表面引入一系列的功能基团：氯甲基、对苯二胺基、对氨基苯甲酸基、咪唑环和二乙基三胺基。通过材料表征手段，对材料的孔径分布、功能化程度进行了深入研究。通过一系列的化学改性研究，为超大孔吸附树脂化学改性提供了理论基础，同样也制备了一系列对多肽蛋白有选择性吸附潜力的树脂。 3.通过元素分析和吸附实验，检验了物理涂敷和化学改性后树脂的化学稳定性。经强酸、强碱、强离子浓度、强极性和高温处理，功能化树脂功能化程度基本无变化，吸附容量下降不明显。为树脂适应各种情况的使用稳定性提供了理论分析，并表明功能化树脂可以广泛适用于各种极端环境。通过商业小孔径树脂与超大孔吸附树脂的多肽实验，我们验证了筛分作用是多肽吸附最重要的作用力。通过考察溶液酸碱性和离子浓度对多肽吸附容量的影响，我们说明了静电作用、疏水作用和氢键作用是多肽吸附的重要作用力。当多肽中疏水氨基酸较多时，疏水作用将发挥主要作用；当多肽中氢键供体比较多比较活泼时，氢键作用将发挥重要作用。本研究通过物理涂敷和化学改性后的功能化超大孔吸附树脂对于四种不同等电点、不同分子量的多肽的吸附实验，分别研究了树脂的化学稳定性、溶液酸碱性对吸附的影响和溶液离子浓度对吸附的影响。通过对数据的分析及分子对接模拟，我们考察了树脂与多肽吸附作用力机理，为构造多肽吸附专一化树脂提供了理论基础。 本文的创新性研究工作主要体现在：（1）利用反胶束溶胀法构建了孔径超过150nm的超大孔吸附树脂。系统研究了搅拌速度对于聚合物形成的影响，并筛选出搅拌速度200rpm为最佳搅拌速度。改变交联剂后制备的新型超大孔吸附树脂对胰岛素多肽的吸附容量较普通的聚苯乙烯超大孔吸附树脂，提高了20%。（2）利用聚多巴胺对超大孔吸附树脂进行物理涂敷，利用傅克反应对树脂进行化学改性，得到了一系列功能化超大孔吸附树脂。考察了物理涂敷与化学改性对树脂孔径的影响和元素变化，系统研究了物理涂敷过程和化学改性过程，表征了各树脂的空间结构和物理化学性能，为构建功能化树脂提供理论基础，同样也制备了一系列对多肽蛋白有选择性吸附潜力的树脂。（3）系统考察了树脂的化学稳定性及试树脂与多肽之间的吸附机理，通过对数据的分析及分子对接模拟，我们考察了树脂与多肽吸附作用力机理，为构造多肽专一化树脂提供了理论基础。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/26338 |
| Collection | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 中国科学院兰州化学物理研究所 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 王浩. 功能化超大孔吸附树脂的合成、制备及多肽吸附机理研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018. |
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