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钛胶基质整体柱的合成及其在蛋白、肽分离中的应

用

摘要

钛胶基质整体柱是一种新型的色谱柱，具有高效、灵敏、重复性好

的特点，能够有效地分离蛋白和肽。本文介绍了钛胶基质的制备方法及

其性质，分析了其在蛋白、肽分离中的应用，并对其未来的发展进行了

展望。

关键词：钛胶基质；蛋白分离；肽分离；色谱柱

引言

蛋白质是细胞内最重要的生物大分子之一，它们在许多生物学过程

中都扮演着重要的角色。蛋白质的结构和功能研究是现代生物学的重要

领域。蛋白质的分离和纯化是研究其结构和功能的先决条件，而色谱技

术是蛋白质分离的最常用方法之一。在色谱技术中，色谱柱是最关键的

一个环节，其分离性能直接影响到样品的分离和纯化效果。近年来，钛

胶基质整体柱因其优良的性能逐渐受到了广泛关注。

钛胶基质制备方法

钛胶基质是以二氧化钛(TiO2)为载体，以具有氮杂环结构的化合物

为交联剂经过自交联反应制备而成的。具体操作过程如下：

(1)将TiO2粉末悬浮于高氯酸浓溶液中，通过旋转蒸发浓缩的方式

将TiO2粉末柠檬酸钠处理，使其表面带有羟基和羧基官能团。

(2)将β-环糊精(β-CD)与焦亚硫酸钠(Na2S2O5)组成复合交联剂溶于

水中，并调整其pH至9.5-10.5之间。

(3)将复合交联剂溶液加入带有羟基和羧基官能团的TiO2粉末中，

进行自交联反应。

(4)将反应后的TiO2粉末进行洗涤、离心干燥，即可得到钛胶基质。

钛胶基质性质分析

钛胶基质具有高效、灵敏、重复性好的特点，其结构和性质如下：

(1)钛胶基质的表面带有羟基和羧基官能团，可以通过静电相互作用、

水相互作用、氢键等多种作用力吸附样品中的蛋白和肽。同时，羟基和

羧基官能团的电荷性质可以通过调节溶液pH值来控制样品的吸附和脱附。

(2)钛胶基质具有高比表面积和孔径分布。其比表面积为30-60

m2/g，孔径分布范围为2-30nm，可以满足不同量级蛋白和肽的分离需

求。

(3)钛胶基质表面的化学结构和物理性质可以通过改变交联剂的种类

和比例来调节。例如，可以将β-CD与其他具有氮杂环结构的化合物组成

复合交联剂来制备不同性质的钛胶基质。

应用研究

在蛋白质的分离和纯化中，钛胶基质整体柱已经得到了实际应用。

钛胶基质整体柱在蛋白分离中的应用主要是利用其表面的羟基和羧基官

能团对样品进行吸附，并在不同溶液pH值下进行洗脱。钛胶基质整体柱

可以分离具有不同等电点、分子量以及亲疏水性质的蛋白，其分离效果

优于流行的离子交换层析和凝胶过滤层析等色谱技术。

而在肽的分离中，钛胶基质整体柱的应用主要是利用其高比表面积

和孔径分布，对样品进行吸附和洗脱。钛胶基质整体柱可以分离含有不

同磷酸化位点、含有不同交联位点以及不同氨基酸序列的肽，其分离效

果优于流行的反相高效液相色谱和离子对色谱等色谱技术。

展望

钛胶基质整体柱由于其高效、灵敏、重复性好的特性，未来将在蛋

白质和肽的分离和纯化中得到更广泛的应用。同时，钛胶基质整体柱的

制备工艺和性能还有待进一步优化和完善，以满足更高层次的科学研究

需求。