蛋白質(zhì)水力學(xué)直徑和滲透第二維里系數(shù)測定及應(yīng)用.pdf

1、隨著生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對下游分離純化過程提出了越來越高的要求.采用有效的表征手段,準確、快速、實時地測定蛋白質(zhì)分子的相關(guān)性質(zhì),如分子量、分子大小、表面電荷特性、分子間相互作用等參數(shù),可以為下游過程的優(yōu)化和設(shè)計提供有益的指導(dǎo).水力學(xué)直徑是溶液中膠體顆粒大小的表征參數(shù),滲透第二維里系數(shù)是稀溶液中大分子間相互作用強度的關(guān)鍵參數(shù),現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使納米尺度的水力學(xué)直徑和滲透第二維里系數(shù)的快速分析成為可能.本論文使用新型的Zetasi

2、zer Nano ZS儀器,實現(xiàn)蛋白質(zhì)的水力學(xué)直徑和滲透第二維里系數(shù)的測定,考察pH、離子濃度、離子種類、表面活性劑等影響.在此基礎(chǔ)上,研究蛋白變性過程中水力學(xué)直徑變化,了解蛋白變性機理;并把滲透第二維里系數(shù)引入到蛋白沉淀分離中,考察蛋白溶解度與滲透第二維里系數(shù)的相關(guān)性,關(guān)聯(lián)宏觀的溶解行為與微觀的分子相互作用. 論文主要分為五個部分. 第一部分綜述了水力學(xué)直徑和滲透第二維里系數(shù),以及在蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用,提出了本文的研究

3、思路:針對目前蛋白質(zhì)物性數(shù)據(jù)缺乏以及常規(guī)測量方法的局限性,選擇光散射法考察蛋白分子的水力學(xué)直徑和滲透第二維里系數(shù),研究溶液條件的影響,并分別應(yīng)用于蛋白變性過程和沉淀分離的研究. 第二部分--蛋白質(zhì)水力學(xué)直徑.以牛血清白蛋白(BSA)為模型蛋白質(zhì),考察了pH、離子強度及表面活性劑等對蛋白質(zhì)水力學(xué)直徑的影響,證實了水力學(xué)直徑作為蛋白分子大小表征參數(shù)的可行性. 第三部分--蛋白質(zhì)變性過程的水力學(xué)直徑變化.考察熱變性和脲變性過程

4、,實時跟蹤蛋白變性過程中水力學(xué)直徑的變化,考察了溫度、pH、鹽、表面活性劑、脲、二硫蘇糖醇(DTT)等對蛋白質(zhì)變性的影響,證實了變性過程是一個構(gòu)象漸變的過程. 第四部分--蛋白質(zhì)滲透第二維里系數(shù).以BSA為模型蛋白質(zhì),考察了pH、離子強度及溫度等對蛋白質(zhì)滲透第二維里系數(shù)的影響,證實了滲透第二維里系數(shù)作為溶液中蛋白分子相互作用強度表征參數(shù)的可行性. 第五部分--蛋白溶解度與滲透第二維里系數(shù)的關(guān)聯(lián).考察了聚乙二醇沉淀BSA過

5、程,發(fā)現(xiàn)溶解度與滲透第二維里系數(shù)間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,把宏觀的蛋白質(zhì)沉淀現(xiàn)象與表征微觀分子相互作用的滲透第二維里系數(shù)關(guān)聯(lián)起來. 本論文采用合適的粒度分析儀器--Zetasizer Nano ZS,成功測定了蛋白質(zhì)的水力學(xué)直徑和滲透第二維里系數(shù),考察了系列因素的影響,證實了方法的可靠性和實用性,并分別應(yīng)用于蛋白質(zhì)變性和沉淀分離過程研究.結(jié)果表明,蛋白質(zhì)相關(guān)物性數(shù)據(jù)的準確測定,有助于深入了解蛋白質(zhì)過程.本論文僅以BSA為模型蛋白,更