以单分散磁性纳米球为双模板的蛋白质印迹技术

蛋白质是生命活动的功能执行体，蛋白质组研究已成为21世纪生命科学的焦点之一。在蛋白质组学研究中，蛋白质分子印迹聚合物（MIPs）具有重要的应用价值，而合成蛋白MIPs是一项极具挑战性的课题。本项目拟以蛋白质抗原决定基功能化的单分散磁性纳米球作为双模板，即既作为蛋白质分子的模板，又作为有序结构光子晶体的模板，发展一种无需标记的蛋白印迹反蛋白石结构光子晶体传感器的制备方法，并把这种方法应用到TGF-beta/Smad信号转导通路中重要蛋白的无标记传感中。项目的实施可望实现目标蛋白质高选择性的、高效实用的无标记传感测定；还可以提供一种方便易行的磁力控制组装制备反蛋白石结构光子晶体的方法，进一步扩大光子晶体的应用范围。所发展的方法还有望在人类疾病的诊治中得到应用。

蛋白质是生命活动的功能执行体，蛋白质的高灵敏区分和检测一直是生物分析化学的热点研究领域之一。磁性纳米粒子具有独特的性能，可望在蛋白质区分或检测中发挥重要作用。本项目的研究工作主要围绕单分散磁性纳米粒子的合成、功能化和应用，以及蛋白质传感测定展开，已发表研究论文10篇（包括5篇Analytical Chemistry，2篇Analyst，1篇Journal of Chromatography A, 1篇Talanta，1篇ChemPlusChem），培养硕士毕业研究生7名。获授权中国发明专利1项，2013年教育部自然科学一等奖一项。.项目合成了在水中具有良好分散性的聚丙烯酸包覆磁球（PAA-Fe3O4），该磁球在外加磁铁作用下能组装出光子晶体结构，其反射光谱波长对海水盐度有贡献的常见电解质的总离子强度有高灵敏响应，并且具有快速响应动力学，可望成为新型海水盐度指示计。所合成的超薄磷酸钇包覆PAA-Fe3O4材料（PAA-Fe3O4@YPO4）具有磁力响应好、移除外磁铁后易于再分散的特点，因而非常适合于应用于分离富集领域，该复合材料对磷酸化多肽具有吸附脱附快速、非特异性吸附低的优点，因此能高选择性地捕获复杂生物样品如牛奶酶解液和血清样中的磷酸化肽。项目还提出了磁分离辅助荧光共振能量转移（MS-FRET）禁阻的新策略高灵敏检测核仁素蛋白，和不分离的供体和受体的FRET禁阻分析相比，磁分离游离供体的FRET禁阻分析方法的灵敏度提高到25倍，进一步磁分离核仁素诱导而游离的受体的FRET禁阻可进一步把分析灵敏度提高到35倍。项目还提出了双碎片印迹构建磷光增强探针的新策略和构建了基于单一探针的三维阵列传感区分多种蛋白及糖蛋白。该项目的部分研究成果在推广功能化磁球的应用和丰富探针构建策略等方面具有重要的意义。