РАЗРАБОТКА И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ МОНОЛИТНЫХ МОЛЕКУЛЯРНО-ИМПРИНТИРОВАННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ АНАЛИЗА НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ

ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Молекулярно-импринтированные полимеры 7
1.1.1 Основные представления 7
1.1.2 Способы получения молекулярно-импринтированных полимеров 7
1.1.3 Типы импринтинг-полимеров 11
1.1.4 Области применения молекулярно-импринтированных полимеров 14
1.2 Макропористые монолитные материалы 15
1.2.1 Синтез макропористых монолитных материалов 15
1.2.2 Контроль пористости и размера пор при синтезе монолитов 17
1.2.3 Методы изучения структуры монолита и морфологии поверхности 18
1.2.4 Макропористые молекулярно-импринтированные монолитные системы 21
1.3 Фенилкетонурия 23
1.3.1. Этиология и патогенез 24
1.3.2 Классификация и формы заболевания 26
1.3.3 Диагностика 26
1.3.4 Лечение 28
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 30
2.1 Материалы 30
2.2 Оборудование 30
2.3 Методы 31
2.3.1 Получение МИП и НИП-чипов на основе макропористых монолитных носителей 31
2.3.2 Получение флуоресцентно-меченых аналитов 32
2.3.3 Проведение анализа содержания фенилаланина с использованием МИП и НИП-чипов 33
2.3.4 Проведение анализа содержания фенилаланина с использованием МИП и НИП-чипов из модельной биологической жидкости 34
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 35
3.1 Синтез макропористых монолитных материалов 35
3.2 Изучение влияния различных параметров на эффективность биоанализа 39
3.2.1 Влияние условий промывки системы после взаимодействия с аналитом 39
3.2.2 Влияние среднего размера пор макропористых монолитных материалов 41
3.2.3 Влияние времени взаимодействия аналита с молекулярно-импринтированной системой 43
3.2.4 Влияние количества молекулы-шаблона 45
3.3 Эффективность импринтинга 47
3.4 Изучение чувствительности МИП-системы при проведении анализа в различных средах 48
ВЫВОДЫ 51
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 52
БЛАГОДАРНОСТИ 56
Купить

Одним из ключевых требований, предъявляемых к сорбционным материалам, используемым для аналитических целей, является их высокая селективность. В большинстве случаев данную задачу решают путём ввода в матрицу функциональных групп или лигандов, обладающих избирательной сорбцией по отношению к целевым веществам. Среди вариантов создания высокоселективных сорбционных систем выделяется синтез полимерных матриц, «структурно настраиваемых» на целевой сорбат. К таким системам можно отнести полимеры с «молекулярными отпечатками», получаемые методом молекулярного импринтинга.
В настоящее время молекулярно-импринтированные системы вызывают большой интерес исследователей всего мира благодаря своей способности к высокоспецифичному распознаванию молекул-шаблонов, отпечатки структуры которых заложены в организованной полимерной матрице. Одним из перспективных классов современных полимерных матриц для создания МИП-систем являются макропористые материалы монолитного типа, так как они обладают рядом преимуществ, таких как: стабильная и хорошо контролируемая на стадии получения поровая структура, высокая химическая и механическая стабильность, незатрудненный массоперенос и др.
Молекулярно-импринтированные полимеры получают в форме диспергированных частиц, планарных систем и объемных структур. Однако, наибольший интерес представляет возможность получения высокоселективных МИПов в формате тонкого слоя, то есть биологического микрочипа. Использование подобных устройств позволит применять высокоселективные МИПы для определения различных диагностических маркеров при минимизации затрат времени и дорогостоящих реагентов для анализа. Таким образом, получение молекулярно- импринтированных систем на основе макропористых монолитных материалов в формате тонкого слоя является актуальной задачей.
Целью данной работы была разработка молекулярно-импринтированных систем на основе сополимера 2-аминоэтилметакрилата, 2-гидроксиэтилметакрилата и этиленгликольдиметакрилата для экспресс-анализа уровня низкомолекулярных метаболитов (фенилаланина) в биологических жидкостях и изучения особенностей молекулярного распознавания в данных системах.
В задачи работы входило:
• синтез серии макропористых монолитных НИП и МИП материалов с использованием различного состава смеси порообразующих растворителей методом свободно-радикальной фотоинициируемой полимеризации и изучение поровой структуры полученных материалов методами сканирующей электронной микроскопии, БЭТ и эталонной порометрии;
• изучение влияния различных параметров, таких как характеристики материала и условия проведения, на эффективность определения фенилаланина с использованием полученных НИП и МИП сорбентов;
• изучение эффективности определения фенилаланина с использованием полученных НИП и МИП сорбентов при проведении анализа в модельных средах и в реальной биологической жидкости (плазме крови человека).
Объектами исследования являлись макропористые монолитные МИП и НИП материалы, полученные на основе мономеров метакрилового ряда с использованием БОК-замещенного фенилаланина в качестве молекулы-шаблона и предназначенные для получения биочипов для диагностики фенилкетонурии.
В качестве методов исследования применялись свободно-радикальная фотоинициируемая сополимеризация в массе, сканирующая электронная микроскопия, БЭТ и эталонная порометрия для изучения поровой структуры полученных материалов, флуоресцентный анализ для детектирования высокоселективного связывания фенилаланина.
Купить