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摘 要

本工作利用共沉淀法制备了Fe₃O₄纳米粒子，将Fe₃O₄纳米粒子与聚丙烯腈溶液混合共纺制备Fe₃O₄/PAN磁性复合纳米纤维，将其用于糖蛋白（卵清蛋白）和糖肽的分离与富集。纳米纤维材料作为载体可提供高比表面积，能够有效地减少Fe₃O₄纳米颗粒的聚集，又赋予纳米纤维磁分离性质。因此，将Fe₃O₄ NPs和PAN纳米纤维组合制备磁性复合纳米材料，可利用Fe₃O₄ NPs磁分离的特性以及静电纺丝纤维的优点（孔隙率大、长径比高、比表面积大等），发挥二者的协同作用，有效地识别糖蛋白/糖肽。Fe₃O₄/PAN磁性复合纳米纤维结合了Fe₃O₄纳米粒子的磁性能和PAN高比表面体积的优点，对卵清蛋白具有较高的吸附容量，对糖肽具有一定的富集作用，分离过程可通过外来磁场实现。本文提出了Fe₃O₄/PAN磁性纳米复合纤维材料的新的应用方向，实验原材料方便易得，实验方法操作简单，对卵清蛋白的特异吸附明显。因此，该材料它有望成为实际样品中选择性分离和富集糖蛋白和糖肽的“未来之星”。

关键词：磁纳米纤维材料 糖蛋白和糖肽 分离与富集 特异性识别

Preparation of Polyacrylonitrile Nanofibers and Their Selective Recognition of Glycoproteins/Glycopeptides

Abstract

In this work, Fe₃O₄ NPs were synthesized by the coprecipitation method, Fe₃O₄/ PAN magnetic composite nanofibers was fabricated through the mixture of Fe₃O₄ and the spinning solution of PAN by the electrospun technique. A new strategy for preparing Fe₃O₄/PAN magnetic composite nanofibers is proposed. Fe₃O₄ and PAN were successfully prepared by electrospinning and mixed spinning. The nanofiber as a carrier material provided high surface area，reduced the aggregation of Fe₃O₄ nanoparticles, was given the magnetism performance. The magnetic composite nanomaterials were prepared by combining Fe₃O₄ NPs and PAN nanofibers, which were used to separate and enrich glycoproteins and glycopeptides. The results showed that the Fe₃O₄/PAN magnetic composite nanofibers combined the magnetic properties of Fe₃O₄ nanoparticles with the advantages of high surface area of PAN nanofiber, showed magnetic operability high adsorption capacity towards ovalbumin. A new strategy of the applications of nanofibers was proposed, the materials were easy to obtain, the method was simple to operate, the specific recognition of ovalbumin and glycopeptides was obvious. Therefore, it is expected to be the “future star” for selective separation and enrichment of glycoproteins and glycopeptides in real samples.

Keywords: Magnetic nanofiber material; Glycoproteins and glycopeptides; Separation and enrichment; Specific recognition

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 糖蛋白的研究 1

1.1.1糖蛋白的研究意义 1

1.1.2糖蛋白的分离与富集探究 1

1.2静电纺丝制备纳米纤维 1

1.2.1静电纺丝技术 1

1.2.2聚丙烯腈（PAN）纳米纤维 2

1.3纳米颗粒材料 3

1.3.1纳米颗粒的制备及分散探究 3

1.3.2四氧化三铁纳米颗粒的制备和应用 3

1.4 PAN/Fe₃O₄复合纳米纤维 4

1.5论文的主要研究目的 4

第二章 聚丙烯腈磁纳米纤维用于糖蛋白/糖肽的选择性吸附探究 6

2.1前言 6

2.2实验探究部分 9

2.2.1主要试剂与主要仪器 9

2.2.2磁性聚丙烯腈纳米纤维的制备 9

2.2.3蛋白溶液的吸附 10

2.2.4辣根过氧化物酶（HRP）酶解液糖肽的吸附 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 PAN及Fe₃O₄/PAN纳米纤维材料的制备 12

3.2 PAN纳米纤维及Fe₃O₄/PAN磁性纳米纤维的表征 12

3.2.1 SEM和TEM表征 12

3.2.2 FT-IR光谱表征 14

3.3 PAN及Fe₃O₄/PAN纳米纤维材料的吸附性能（选择性及特异性） 15

3.4 PAN纳米纤维对HRP酶解液中糖肽的吸附性能探究 15

3.5 PAN与蛋白之间的作用 16

第四章 结论与展望 17

4.1实验结论 17

4.2展望 18

参考文献 18

致谢 22

第一章 绪论

1.1 糖蛋白的研究

1.1.1糖蛋白的研究意义

自然界的一切生命活动都离不开蛋白质的支持，因此对蛋白质的研究一直是人们关注的焦点。糖蛋白是一种特殊类型的蛋白质，因蛋白质糖基化而形成，是多肽链与分支的寡糖链通过共价键连接在一起。蛋白质糖基化是一种广泛且具有生物学意义的翻译后修饰，其经常与分泌蛋白和膜蛋白的生物作用息息相关^[1-2]，例如抗体和抗原的特异性识别、受精过程以及神经信息的传递等。

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