22795

مولكول نگاري سطحي پليمرها به منظور جداسازي يك مولكول پلي پپتيدي

كارشناسي ارشد

بيوتكنولوژي

1396

1399/4/30

دكتر پريسا حجازي

مهندسي شيمي، ‌نفت و گاز

با توجه به نياز روزافزون به انسولين، روش¬هاي جداسازي و خالص¬سازي اين پروتئين با استفاده از روش¬هاي آسان و ارزان¬تر مورد توجه قرار گرفته است. در اين تحقيق، پليمرهاي مولكول¬نگاري¬شده مغناطيسي براي جداسازي انسولين انساني نوتركيب مورد استفاده قرار گرفت. درابتدا ساختار انسولين از نظر تعداد و نوع اسيدهاي آمينه با استفاده از نرم¬افزار Cn3D ¬بررسي شد. سپس از نانوذرات اكسيد آهن با پوشش سيلاني و اصلاح سطح وينيلي به عنوان پايه مولكول¬نگاري سطحي استفاده شد. با توجه به نقش مهم مونومرهاي الكترواستاتيكي در مولكول¬نگاري غيركووالانسي و در نظرگرفتن توانايي ايجاد كمپلكس آن¬ها با مولكول الگو، براساس ساختار انسولين، مونومرهاي الكترواستاتيكي اسيدي، بازي و خنثي به ترتيب شامل مونومرهاي متاآكريليك¬اسيد (MAA)، 2-دي¬متيل-آمينو¬اتيل¬ متاآكريليت (DMA) و آكريل¬آميد (AAm) در مولكول¬نگاري مغناطيسي انسولين مورد استفاده قرار گرفت. تأثير مقدار مونومرهاي عاملي در نسبت¬هاي مولي ثابت در دو حالت¬ تركيب مونومرهاي بازي-اسيدي-خنثي 3 مونومر عاملي (MMIP3) در 4 سطح و تركيب بازي-خنثي 2 مونومر عاملي (MMIP2) در 3 سطح مورد مطالعه قرار گرفت. پاسخ¬هاي مولكول¬نگاري شامل فاكتور نگارش (IF)، ظرفيت جذب (QMIP, mg.g-1) و گزينش¬پذيري نسبي (‘α) براي مطالعه¬ي مولكول¬نگاري انسولين اندازه¬گيري شد. مولكول-نگاري با اضافه كردن متيلن¬بيس¬آكريل¬آميد (MBA) به¬عنوان اتصال¬دهنده¬ي عرضي در دماي ثابت ℃ 25 و بافرفسفات (6=pH و M 1/0) انجام شد. فاكتور نگارش (IF) و بيشينه ظرفيت جذب (QMIP, mg.g-1) براي بررسي عملكرد پليمرهاي مولكول¬نگاري مغناطيسي در حالت 3 مونومر عاملي (AAm ,DMA ,MAA) برابر 0/3=IF و mg.g-1 67=QMIP و در حالت 2 مونومر عاملي برابر 1/4=IF و mg.g-1 54 =QMIP بدست آمد. نتايج سينتيك بازجذب انسولين در دو حالت MMIP3 و MMIP2 نشان از برازش مدل سينتيك درجه¬ي دوم دارد. فاكتور گزينش¬پذيري نسبي انسولين در رقابت با آنزيم آميلاز در نمونه¬ي MMIP3 و MMIP2 به¬ترتيب برابر با 39/4 و 82/27 نسبت به آميلاز بدست آمد. واژه‌هاي كليدي: پليمرهاي مولكول¬نگاري¬شده مغناطيسي، انسولين، مونومرهاي الكترواستاتيكي، نانوذرات مفناطيسي

1399/08/27

Surface molecularly imprinted polymers for separation of a polypeptide molecule

7/21/2021 12:00:00 AM

In this work, magnetic molecularly imprinted polymers (MMIPs) were applied to separate human insulin. Electrostatic functional monomers (EFMs) contain acrylamide (AAm) as neutral-hydrophilic, alongside with methacrylic acid (MAA) and 2-dimethyl aminoethyl methacrylate (DMA) were chosen as electrostatic functional monomer. N, N-methylene bisacrylamide (MBA) as a cross-linker was used in the magnetic imprinted polymer of insulin (as template molecule) onto vinyl-coated magnetic particles. The MMIP was prepared with different ratio functional monomers in two cases of hydrophilic-hydrophobic-neutral (MMIP3: at four levels) and hydrophobic-neutral (MMIP2: at three levels) toward insulin. The adsorption experiments were performed under the optimization condition. The results were shown that the MMIPs had high adsorption capacity, good selectivity, and fast adsorption kinetics to insulin. The kinetic results showed that adsorption in both samples follows the chemisorption adsorption mechanism. The maximum adsorption (Q, mg.g-1) and imprinting factor (IF) of MMIP3 and MMIP2 were found 67 mg.g-1, 3.0, and similarly were achieved 54 mg.g-1 and 4.1. Besides, the relative selectivity coefficient for MMIP3 and MMIP2 was obtained 4.39 and 27.82, respectively. The composition and characterization of synthesized particles were studied by Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), dynamic light scattering (DLS), and the thermo-gravimetric analysis (TGA). Meanwhile, vibrating sample magnetometer (VSM) was carried out to characterize the magnetism of MMIPs. Keywords: Magnetic molecularly imprinted polymer, Magnetic particles, Insulin, Electrostatic functional monomers