本项目提出利用纳米沸石丰富的外表面特性和离子交换位以及其组装体的组装特点,结合金属离子亲和色谱分离原理进行生物大分子的分离富集,在将纳米沸石的应用研究拓宽到生命科学研究领域的同时,不仅解决了现有金属离子亲和色谱柱使用固相担体受压易变形、寿命短等缺点,还为蛋白质组学中功能蛋白的分离富集提供了新的思路。同时提出结合其他色谱分离原理,开发具有自主知识产权的,适合复杂生物体系蛋白质组高效分离的实用材料和工艺,真正实现生物体系中目标分子的分离和富集,以满足蛋白质组学以及其它生物研究的要求。
纳米沸石具有大的比表面, 大量表面暴露的孔口或半笼阵列,其表面性质既不同于大晶粒沸石,也不同于无定形或无孔晶体氧化物,对其特性的研究将大大拓宽对分子筛的认识,同时可能获得新的功能开发思路。因此本项目以此为目的,系统研究了纳米分子筛材料与生物分子之间的相互作用,并成功将纳米沸石及其组装体应用到生命科学领域,为纳米沸石应用的拓宽提供了思路和方法。以蛋白和多肽为探针,系统研究了不同骨架类型以及硅铝比的沸石纳米粒子的表面性质, 并以此为根据, 同时针对蛋白质组学的不同需要,将沸石纳米粒子成功的用于痕量多肽/蛋白的富集和直接鉴定以及微酶反应器,为实现蛋白质组学高通量检测提供了方法和思路;根据纳米沸石极高的蛋白/酶负载量和其对生物分子活性影响较小的特点,结合纳米组装技术,成功组装了具有固酶量可控、检测灵敏度极高的酶电极传感器;针对沸石纳米粒子难于操作的缺点,以不同纳米沸石为结构单元,实现纳米沸石微孔、介孔以及单一宏观形貌的一步组装方法。同时原位合成了制备了超顺磁性纳米粒子包埋的纳米沸石粒子,在保持其沸石表面特性的同时,这种磁性纳米沸石可以通过磁场来进行连续快速的操作或者分离,避免了高速离心过程。