基于硼酸亲和及表面分子印迹技术用于糖蛋白的富集与分离

Developing the new glycoprotein enrichment and seperation method is of vital importance for glycoproteomics.Glycoprotein enrichment technology has become a challenging problem in the research of the glycoprotein. In view on this, the surface molecular imprinting combined with boronic acid affinity technology will be proposed to enrich and separate the target glycoprotein. The advantage of this project is to use the molecular imprinting-(antigen-antibody technology), combining with the boric acid technique, to synthesize the molecular imprinted glycoprotein nanomaterials, on the basis of boric acid enriched glycoprotein and the dopamine polymerization under alkaline solution. Additionally, magnetic nanoparticle,Ag nanowire,silica coated carbon nanotubes were selected as carrier in this project,functionlized with boronic acid by distillation precipation polymerization, and the dual functionlization of molecular imprinted materials were synthesized. Meanwhile, the non-covalently imprinted glycoprotein method will also be used to compare this method. The objective of this comparison is to find out the general molecular imprinting method of the glycoprotein. The project will not only greatly expand the application on the molecular imprinting field for nanomaterials, but also find a novel way to enrich and separate the target glycoprotein, which has important theoretical research and application prospects for human health and the development of the glycoproteomics.

发展新的糖蛋白的富集分离方法，对糖蛋白质组学研究意义重大。糖蛋白富集分离技术是当前糖蛋白组学研究面临的一大难题。针对现有的困难，本课题拟开展硼酸亲和技术结合表面分子印迹的方法来对目标糖蛋白进行富集分离。本项目结合分子印迹-（抗原抗体技术）以及硼酸技术的特点，利用碱性条件下硼酸富集糖蛋白以及多巴胺聚合的特性，合成具有特异性识别糖蛋白印迹的纳米功能材料。在本研究项目中，我们将以四氧化三铁，银纳米线，二氧化硅包覆碳纳米管等纳米材料为基质，采用蒸馏沉淀聚合方法在其表面进行硼酸功能化，然后进行表面分子印迹制备特异性双识别功能的纳米复合材料；同时，非共价印迹糖蛋白的方法也将用来比对此方法，目的是从中找出对糖蛋白印迹的通用方法。本项目的预期成果，将会极大扩展分子印记技术在纳米材料上的应用，在技术与应用层面上将为糖蛋白的富集分离找到一条新的途径，这将对蛋白组学的发展、人类健康，均具有重要意义。

本项目将分子印迹聚合物的特异选择性和具有独特物理、化学性质的纳米材料如二氧化硅、磁性Fe3O4、磁性碳纳米管等相结合，以牛血红蛋白、牛血清蛋白、卵清蛋白等为目标分子，将溶胶-凝胶法、表面分子印迹技术应用到分子印迹聚合物的制备中，获得多种复合结构的纳米分子印迹材料，与传统本体聚合法制备的材料相比，具有更高的选择性和吸附容量，将制备的分子印迹材料应用于生物样品中高丰度蛋白的选择性去除。另外，合成了一类高比表面积的磁性硅酸铜复合纳米材料，并将其应用于人血样品中高丰度蛋白质去除方面的研究。同时，发展了一步法包覆聚多巴胺-镍离子聚合物的新方法，可以包覆在任何载体上。氮气保护煅烧后，得到了均匀负载单质镍的复合材料，对4-硝基苯酚有着很好的催化性能，在外加磁场作用下成功的用于人血中高丰度蛋白的去除。我们还发展了一类磁性纳米复合材料用于有机小分子的吸附及催化。本课题的研究成果丰富了纳米技术、材料化学、高分子化学、蛋白质组学、分析化学等学科的内容，有重要的理论研究和实际应用价值。