可再生型管（孔）状纳米复合材料在蛋白质分离、富集、运输和释放中的应用

随着临床诊断和治疗的发展，提纯与疾病和信号传导相关的低丰度蛋白十分重要。通过与多聚组氨酸(polyhistidine)之间的配合作用，Ni(II)可以用来纯化带有多组氨酸标记(His-tag)的蛋白质。本研究基于NiO和His-tag融合蛋白间特异性相互作用和TiO2的自清洁能力，结合并发挥生命科学、医学、材料学、半导体学和分析科学等多学科合作研究的交叉优势，构筑集蛋白质的分离、富集、运输和定点释放为一体的新型复合纳米器件。利用纳米管（孔）状材料的大比表面积来富集蛋白质，亲合标签的特异性吸附来纯化蛋白质，通过外加磁场的协同作用操控蛋白质的有效分离并诱导体系的定向运输，或者应用于流动注射体系中复杂蛋白质样品的预处理，最后利用二氧化钛卓越的光催化性能来清除材料表面残留的杂质，实现纳米器件的更新和循环使用。此纳米管（孔）复合体系的发展将为从细胞或分子层面来诊段和治疗疾病奠定基础。

随着临床诊断和治疗的发展，提纯与疾病和信号传导相关的低丰度蛋白十分重要。本项目以TiO2纳米管阵列为平台，利用了TiO2纳米管独特的结构特点和自身的半导体特性，通过多维度纳米组装体，发展了多个高灵敏的分析体系，构筑了集蛋白质的分离、富集、运输和释放为一体的新型复合纳米器件：探索了获得目标蛋白质最佳纯化效果的TiO2纳米管的尺寸；利用连续化学浴法在纳米管内壁组装氧化物纳米粒子；研究了TiO2的晶型和掺杂对Ni2+吸附和NiO催化效果的影响；研究了修饰NiO后对纳米管对组氨酸的特异性吸附，将该体系成功用于低丰度蛋白质和氨基酸的检测；在纳米管内壁引入生物相容性纳米材料，如碳、羟基磷灰石，使复合纳米管对生物分子的吸附性能大为改善；制备了具有较好分离效果和自清洁能力的纳米管阵列，将其作为“滤膜”应用于蛋白质的富集和分离，并通过洗脱和自清洁成功实现了纳米滤膜的再生和多次重复使用。