牛血清白蛋白在NVP_HEMA无规共聚物水凝胶上的吸附研究.docxVIP

离子交换与吸附,2004,20(3):199~204IONEXCHANGEANDADSORPTION文章编号:1001-5493(2004)03-0199-06牛血清白蛋白在NVP/HEMA无规共聚物水凝胶上的吸附研究*谭帼馨1崔英德2肖楚民11广东工业大学轻工化工学院，广州5100802仲恺农业技术学院，广州510225摘要:合成了不同含水量的N-乙烯吡咯烷酮(NVP)/甲基丙烯酸-a-羟乙酯(HEMA)共聚物水凝胶，研究了温度、pH值、蛋白质初浓度及离子强度等因素对牛血清白蛋白吸附性能的影响。采用紫外分光光度法测定BSA的吸附量。结果表明，蛋白质初浓度越高，温度越高，离子强度越大；蛋白质内部更多的疏水性氨基酸残基暴露于外部，吸附量增加；在等电点pH＝4.7附近蛋白质沉积量最大。关键词:蛋白质;吸附;水凝胶;NVP;HEMA;吸附量中图分类号:TQ316;O647.3文献标码:A1前言蛋白质是生物大分子，颗粒大小属于胶体粒子的范围，且分子表面有许多极性基团，亲水性强，易溶于水成为稳定的亲水胶体溶液，几乎可以自发地吸附在任何表面上，材料表面的物理和化学性质对蛋白质的吸附具有很大的影响。一般吸附剂吸附蛋白质的过程可以分为以下几步[1]：蛋白质从主体相扩散到吸附剂表面的液膜层(液膜扩散)；蛋白质通过液膜层；蛋白质在吸附剂孔内扩散(粒内扩散)；蛋白质被吸附剂吸附。以NVP和HEMA为主要单体的共聚物水凝胶材料，具有生物相容性、增溶性、成膜性等特点，在生物医学领域得到广泛的应用[2,3]，可用于制造软角膜接触镜、人工晶体、药物控制释放剂等方面，而人的泪液中含有不同的蛋白质，蛋白质在人工生物材料表面的吸附行为是体液与非生体材料之间最基本和最重要的相互作用之一，在很大程度上决定并影响材料的生物相容性。因此，研究蛋白质分子在共聚物水凝胶上的吸附量，探讨蛋白质的沉积和膜的相互作用，从而揭示生物材料的生物相容性，对材料的评价、研制及改性具有重要的指导意义[4,5]。*收稿日期:2003年8月31日项目基金:国家自然科学基金资助项目;广东工业大学青年基金资助项目(012025)作者简介:谭帼馨(1971-),女,广东省人,讲师,在职博士.·200·2004年6月IonExchangeandAdsorption2实验部分2.1膜材料、主要仪器及试剂UV1600紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司)；pHs-3C数字酸度计(上海雷磁仪器厂)。HEMA，AcrosOrganic公司；NVP，德国BASF公司，使用前经减压蒸馏制得，B.P：122℃/0.09MPa；偶氮二异丁腈(AIBN)，上海试剂四厂，化学纯，使用前经二次重结晶处理；牛血清白蛋白(BSA)，上海伯奥生物科技有限公司，生化试剂，分子量67kD。2.2膜的制备以偶氮二异丁腈为引发剂，按一定的比例把不同NVP、HEMA单体置于三角锥瓶，通入氮气10~20min，室温下用磁力电动搅拌器搅拌30min，混合均匀后，滤液倒入处理好的模具中，密封后置于60~70℃的水浴中恒温反应24h，脱膜得所需的共聚物水凝胶材料。NVP分子中不存在直的支链，只有环状的支链，在共聚过程中不能形成交联结构，由于HEMA中不可避免地残留有双官能团分子EDMA(双甲基丙烯酸乙二醇酯)，起到交联剂的作用[6]。2.3水凝胶对蛋白质的吸附和解吸实验2.3.1吸收曲线的制作用紫外/可见分光光度计制作吸收曲线，BSA最大吸收波长处于280nm。在0~3.0mg/ml的浓度范围内，以280nm为测定波长，使用5mm的石英比色皿测定吸光度A，得到牛血清白蛋白浓度和吸光度的关系。结果表明，溶液的吸光度和浓度呈线性相关。标准工作曲线回归方程为A=0.6216C＋0.0221，相关系数R2=0.998。2.3.2BSA溶液的配制用pH=7.2的磷酸盐缓冲溶液配制不同初浓度的BSA溶液；用Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4配制不同pH值的生理缓冲溶液；用缓冲溶液准确配制2.0mg/ml的BSA溶液；用NaCl配制不同离子强度的盐溶液；用盐溶液准确配制2.0mg/ml的BSA溶液。2.3.3BSA沉积量的测定将精确称取2cm×2cm干凝胶，浸泡在不同温度、不同初始浓度、不同pH值或离子强度的BSA溶液中，37℃恒温水浴24h，测定溶液的吸光度。从标准工作曲线计算溶液的BSA浓度，取出凝胶，干燥并准确称重。2.3.4BSA的吸附量和解吸率由下列公式计算水凝胶对BSA的吸附量P和解吸率R：第20卷第3期离子交换与吸附·201·P??C0V0??C1V1C2V2?C2V2R?WC0V0??C1V1PW式中：P为吸附量；W为凝胶干重；R为解吸率；C0，C1为吸附前后BSA的浓度；V0，V1为溶胀前后溶液体积；C2为释