一種陽離子交換磁性多壁碳納米管復(fù)合材料及其蛋白質(zhì)的吸附性能研究

賀茂芳*，張 博，胡婭琪，唐一梅，張育珍

(西安醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，西安醫(yī)學(xué)院藥物研究所，陜西西安 710021)

碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)是由石墨片曲卷形成的一種無縫納米管，包括單壁碳納米管(Single-wall Carbon Nanotubes,SWCNTs)和多壁碳納米管(Multi-wall Carbon Nanotubes,MWCNTs)。CNTs不僅具有高模量、高強(qiáng)度、導(dǎo)電性好、比表面積大、表面易修飾等優(yōu)點(diǎn)，而且具有較強(qiáng)的吸附活性[1]。因此，CNTs被廣泛應(yīng)用于分析科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，如生物、環(huán)境樣品前處理[2 - 4]，生物傳感器[5,6]，蛋白質(zhì)、DNA和藥物轉(zhuǎn)運(yùn)載體等[7,8]。

CNTs作為固相萃取吸附劑是其重要應(yīng)用之一。CNTs具有較強(qiáng)的疏水性能，其表面的大π鍵能與具有共軛結(jié)構(gòu)的分子以非共價(jià)鍵結(jié)合，從而產(chǎn)生吸附活性。同時(shí)，CNTs的比表面積高達(dá)3 000 m2/g,此外，其制備工藝成熟，直徑和長(zhǎng)度可控且表面易修飾[9,10]。因此，CNTs被作為吸附劑廣泛應(yīng)用于生物、環(huán)境樣品前處理中。例如，尿液中β2-agonists的固相分散微萃取[11]、血清中血紅蛋白的分離富集[12]、水樣中多環(huán)芳烴的固相分散微萃取[13]等。然而，由于CNTs的尺寸小、疏水性強(qiáng)，CNTs在水溶液中的分散性差、易團(tuán)聚，而且通過傳統(tǒng)的離心、過濾等方法難以實(shí)現(xiàn)液固分離。同時(shí)，CNTs通過范德華力、疏水作用力等與生物分子相互作用，導(dǎo)致其選擇性差，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的特異性識(shí)別，極大地限制了CNTs在生物分離方面的應(yīng)用[14]。

將CNTs負(fù)載在剛性基質(zhì)表面同時(shí)進(jìn)行親水改性是解決這一問題的有效途徑。例如，周等[12]采用層層組裝法將羧基化MWCNTs固定在石英棉上，建立了在線固相萃取堿性蛋白質(zhì)的方法。Du等[15]將MWCNTs鍵合在SiO2表面，再包覆聚合物，實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞色素c的分離富集。……