摘 要

材料在经过不断地发展，智能聚合物的种类非常的多，在材料科学中占了越来越重要的地位，智能聚合物也在越来越多的领域中被广泛的应用。同时糖蛋白质组学的不断发展也让我们了解到了糖蛋白这种物质，糖蛋白在生命活动中起到了非常重要的作用，我们对糖蛋白的研究也是具有非常重要的意义。虽然糖蛋白在生物体中的蛋白质中占比很多但是总体来说糖蛋白在生物体内的含量还是很低的，我们为了研究糖蛋白，就要对糖蛋白进行分离富集，这同样也是糖蛋白质组学的研究目标之一。智能聚合物在多种领域中应用非常的广泛，我们思考是否可以将智能聚合物材料应用于糖肽富集之中，本实验就是一种糖响应性智能聚合物材料应用在糖肽富集领域的成果。

本文是采用聚合物聚合的常用方法表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)的技术来进行合成的，先是制备出了该智能聚合物的三种单体，分别是温度响应性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，这种温度响应性单体是作为我们要制备的聚合物的主链，还有单体N-丙烯酰基-葡萄糖(AGA)跟单体N-丙烯酰基-N’-[4-(三氟甲基)-苯基硫脲](TFPT)这两种，在硅球的表面进行羟基化、氨基化、溴化之后，再将这三种单体枝接到硅球的表面形成P(NIPAAm-co-AGA-co-TFPT)薄膜，并使用FT–IR、¹H–NMR、¹³C-NMR表征了以上两种化合物的特征结构，分析我们制备的单体的准确性跟纯度。

本文主要是糖肽富集的研究，我们将制备出的P(NIPAAm-co-AGA-co-TFPT)@SiO₂材料使用胎球蛋白进行糖肽富集实验，还有两组抗干扰实验，我们得出了制备的P(NIPAAm-co-AGA-co-TFPT)@SiO₂材料具有良好的糖肽富集能力跟良好的抗干扰能力，看出糖响应性智能聚合物应用于糖肽富集的光明前景。

关键词： 糖响应聚合物；糖肽富集；表面引发原子转移自由基聚合

Abstract

Materials in the continuous development of intelligent polymer types are very much in the material science accounted for more and more important position, intelligent polymers are also more and more areas are widely used. At the same time, the continuous development of glycoproteomics also makes us understand the substance of glycoprotein, glycoprotein in life activities played a very important role, we also on the glycoprotein research is also very important significance. Although the glycoprotein in the living body of the protein accounted for a lot but in general the content of glycoproteins in the body is still very low, we in order to study the glycoprotein, it is necessary to separate and enrich the glycoprotein, which is also glycoprotein One of the research goals of the group. Smart polymer is widely used in a variety of applications. We consider whether smart polymer materials can be used in sugar peptide enrichment. This experiment is a sugar responsive smart polymer material used in the field of glycopeptide enrichment The results.

In this paper, the polymer polymerization using the usual method of surface-initiated atom transfer radical polymerization technology (SI-ATRP) to synthesis, first prepared the smart polymer of the three monomers, respectively, the temperature response monomer N-isopropyl propylene Amide (NIPAAm), which is the backbone of the polymer we want to prepare, as well as the monomer N-acryloyl-glucose (AGA) with the monomer N-acryloyl-N '- [4- (trifluoromethyl ) - phenyl thiourea] (TFPT). These two kinds of silicon ball in the surface of the hydroxylation, amination, bromination, and then these three monomers connected to the surface of the silicon ball to form P (NIPAAm-co-AGA-co-TFPT). The properties of the two compounds were characterized by FT-IR, 1H-NMR and 13C-NMR. The accuracy and purity of the monomers were analyzed.

In this paper, we studied the glycopeptide enrichment, and we prepared the P (NIPAAm-co-AGA-co-TFPT) @ SiO2 material using glycoprotein enrichment, and two anti-interference experiments. The prepared P (NIPAAm-co-AGA-co-TFPT) @ SiO2 material has a good ability of glycopeptide enrichment with good anti-interference ability, and it is found that the sugar-responsive smart polymer is used in glycopeptide enrichment Bright prospects.

Key Words：Carbohydrate responsive polymer; glycopeptide enrichment; surface initiated atom transfer radical polymerization

目录

摘要 I

Abstract II

目录 1

第一章 绪论 1

1.智能聚合物的分类 1

1.1 温度响应性智能聚合物 1

1.2 pH响应性智能聚合物 3

1.3 磁响应性智能聚合物 3

1.4 光响应性智能聚合物 4

2.智能聚合物的应用 4

2.1 智能聚合物在生物医学上的应用 5

2.2 智能聚合物在航天航空领域的应用 5

3.糖蛋白的研究意义 5

4.糖肽富集的重要意义 6

5.糖肽富集的方法 6

5.1 凝集素亲和法 6

5.2 硼酸法 7

5.3 肼化学反应法 7

5.4 亲水作用法 8

5.5 其他方法 8

6.糖-糖相互作用驱动的糖响应性智能聚合物 8

7.原子转移自由基聚合(ATRP)技术 9

7.1 定义 9

7.2 反应机理 9

7.3 ATRP的发展 10

7.4 表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP) 10

7.5 表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)的优点 10

7.6 表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)的应用 11

第二章 糖响应聚合物材料的制备与表征 12

1.实验材料与仪器 12

1.1 实验材料 12

1.2 实验仪器 13

2．单体聚合物制备 13

2.1 温度响应性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的制备 13

2.2 单体N-丙烯酰基-葡萄糖(AGA)制备 14

2.3 单体N-丙烯酰基-N’-[4-(三氟甲基)-苯基硫脲](TFPT)的制备 14

2.4 P(NIPAAm-co-AGA-co-TFPT)薄膜的制备 15

3．单体表征 15

3.1 单体N-丙烯酰基-葡萄糖(AGA)的表征 15

3.1.1 FT-IR测试结果及分析 15

3.1.2 ¹H-NMR测试结果 16

3.1.3 ¹³C-NMR测试结果 16

3.2 单体N-丙烯酰基-N’-[4-(三氟甲基)-苯基硫脲](TFPT)的表征 17

3.2.1 FT-IR测试结果及分析 17

3.2.2 ¹H-NMR测试结果 18

3.2.3 ¹³C-NMR测试结果 19

4．糖肽富集 19

4.1 胎球蛋白富集条件优化 19

4.2 参比实验（fetuin:BSA=1:10） 20

4.3 参比实验（fetuin:BSA=1:50） 21

5．糖肽富集实验分析 21

5.1 胎球蛋白富集实验分析 22

5.2 参比实验（fetuin:BSA=1:10）抗干扰分析 22

5.3 参比实验（fetuin:BSA=1:50）抗干扰分析 23

第三章 结论与展望 25

参考文献 26

致谢 28

第一章 绪论

材料科学技术在近代发展的非常迅速，经过了天然材料、人工设计材料、合成高分子材料的发展之后，材料科学进入了第四代材料智能材料的研发并且也有了迅猛的进展。第四代的智能材料到目前为止还没有一种明确统一的定义，大体来说是一种能感知外界环境的刺激，能够对外界刺激做出反应并适当处理且自己可做出反应的新型功能性材料，是当代新材料发展的重点方向，将支持以后的高新技术的发展，并使材料继续实现结构功能化、功能多样化。科学家们预言，随着智能材料的不断研发和在生活中的不停应用，材料科学技术的发展将受到深远的影响。

智能聚合物材料是指它们所在外部环境发生微小的变动，例如机械力，光，电，磁，pH值，温度，溶剂或添加的特殊物质，比如生物分子、离子等，其物理性质或化学结构会发生改变的一大类聚合物材料。智能聚合物也被称为“机敏性的聚合物”、环境敏感性的聚合物或刺激一响应性的聚合物。智能聚合物系统研究的重点范围在于界面、聚合物水溶液和水凝胶三个方面。智能聚合物材料是智能材料的一个重要组成部分，目前已经有了温度响应性、磁响应性、光响应性、pH响应性等一系列智能聚合物材料^[8]。在自然界中，糖类不光为生命体系提供能量还是生命体系的构成物质，并且还参与了生命活动的细胞识别和调控，在其中作为信息分子，是以对糖类进行识别，对糖响应智能聚合物的研发具有越发重要的意义。糖类能直接作为信息分子传递信息还可跟蛋白质结合形成糖肽，蛋白质的糖基化又同样作为蛋白质修饰的手段之一^[9]。虽然生物体内含有有各种不同糖蛋白，但是其糖基化肽段却占了生物体内酶解肽段中很少的一部分，我们就需要先对糖蛋白进行分离富集^[14]。为了研究糖类的作为信息分子的作用，为了对糖蛋白进行分离富集，可以使用糖响应性智能聚合物材料来实现。