[00951983]高捕获率分子印迹磁性纳米材料的制备方法及应用

该项目属于环境、食品、生物分离分析新材料与新方法领域。 环境水与食品中雌激素类污染物的分析与去除是保障水质质量和食品安全的重要途径；体内雄激素的分离监测是快速判断前列腺肿瘤患者病程进展的重要依据；血液中蛋白质的分离分析是蛋白质功能研究的重要保障。然而，环境、食品以及生物样品的多样性和复杂性，极大影响了样品分析的准确度、污染物的去除率及蛋白质富集的纯度。因此，建立快速高效、高选择性的分离分析与富集去除方法是分离科学领域兼具理论性和实用性的科学问题。分子印迹磁性固相萃取是将分乎印迹聚合物的高选择性与磁性纳米材料的易于分离性相结合而发展的一项新型固相萃取技术，具有萃取操作简单、分离效率高、选择性好、适用样品范围广等优点，已被广泛应用于复杂基质中目标物的分离。但分子印迹磁性固相萃取剂存在捕获率低的瓶颈，使其常常不能满足实际需求。 该项目历时5年，以发展高捕获率分子印迹磁性固相萃取剂为目的，在新型功能化磁性纳米载体的合成、新型功能单体的探索、新印迹策略的创建三方面展开系统深入的研究工作，成功制备了系列高捕获率磁性分子印迹纳米新材料，创新性地建立了系列高特异性识别-分离-分析/去除的新方法，对环境水质和食品中雌激素的限量控制、体内雄激素的分离分析、血液中高丰度蛋白质的去除和糖蛋白的分析研究具有特殊的意义和应用价值。 1.创新性地提出“通过提高印迹位点的定向规整性、丰富位点种类的多样性、增加位点识别模式的多元性，以提高分子印迹磁性纳米材料捕获率”的原创设计思想。开发了醛基/丙烯酰基/氨基功能化新型磁性纳米载体，采用天然、功能基团丰富、结构独特的多巴胺、明胶、聚乙烯亚胺等新型功能单体，提出载体-印迹两步固定模板印迹、多模板印迹、双亲和联用印迹等新策略，为制备具有高密度识别位点和良好基质相容性的高捕获率分子印迹磁性纳米材料提供了新方法，为复杂样品中目标物的高效分离提供了新材料。 2.以高捕获率分子印迹磁性纳米新材料为固相萃取剂，与色谱技术联用，建立了复杂样品中激素类物质高效分离分析的新方法。该方法可在20min内完成复杂样品中单一/多种激素类物质(雌二醇、雌三醇、已烯雌酚、雌酮、睾酮)的特异性分离与分析。该方法具有选择性高、富集率高、多组分同时定量分析、快速、准确度高等特点，为环境水质和食品中雌激素的限量控制、体内雄激素的分析监测提供方便、可靠的新手段。 3.以高捕获率分子印迹磁性纳米新材料为识别-分离材料，建立了血液中高丰度蛋白质特异性去除和糖蛋白高效富集的新方法。该方法实现了血液中血红蛋白、血清蛋白、核糖核酸酶B的高效识别-分离-去除/富集，具有特异性高、去除率高、分离效率高等特点，为蛋白质组学研究提供前提和保障，为疾病标志物的发现提供技术支持。 该成果在Chem.Eng.J.，Food Chem.，J.Chromatogr.A，Int.J.Nanomed.，J.Mater.Chem.B等该领域国际权威期刊上发表SCI论文29篇。论文发表后，得到国内外同行专家的高度评价和广泛引用，8篇代表性论文包括热点论文1篇、ESI高被引论文3篇，他引共282次，单篇最高他引83次；已获授权国家发明专利4项；获得“陕西省2019年高等学校科学技术奖”-等奖。在项目实施过程中，培养博士研究生1名、硕士研究生17名，其中4人次获得国家奖学金，3人出国深造。该项目负责人多次应邀在国际及国内学术会议上交流研究成果。研究成果应用于西安交通大学第二附属医院泌尿外科和江苏苏邦环保科技有限公司等单位，得到了高度评价，产生了良好的社会影响。