[發明專利]等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法

在審

• 申請號: 202011008921.4
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112113998A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 徐斐;張坤;陰鳳琴;袁敏;曹慧;葉泰;吳秀秀
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N25/48
• 分類號: G01N25/48;G01N24/08;G01N31/16
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供一種等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法，用于測定金屬離子與生物小分子結合過程中的熱力學參數和具體結合位點，包括：S1，配制緩沖溶液；S2，采用緩沖溶液分別配制一定濃度的金屬離子溶液以及功能單體溶液，而后進行超聲處理、冷凍離心，得到處理后的金屬離子溶液以及處理后的功能單體溶液；S3，將處理后的金屬離子溶液以及處理后的功能單體溶液分別加入等溫滴定量熱儀的滴定針和樣品池中，并設置相關試驗參數，而后測定處理后的金屬離子溶液中的金屬離子與處理后的功能單體溶液中的生物小分子之間結合的熱力學參數；S4，利用核磁共振光譜儀測定金屬離子與生物小分子之間結合的具體結合位點。

技術領域

本發明屬于分析測試技術領域，具體涉及一種等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法。

背景技術

人類進入工業時代以來，對金屬礦石的開發力度越來越大，導致重金屬離子在生態系統中隨著食物鏈轉移并在生物體中積累，對生物體造成了嚴重的危害。為了減少重金屬離子對生物體的危害，重金屬吸附材料以及檢測方法的開發越來越重要。而吸附材料的開發大部分基于與重金屬離子存在相互作用的功能單體所制備的功能材料。功能單體與金屬離子的結合能力越強，結合位點越多，所制備的功能材料對金屬離子的富集能力也越強。因此，功能單體的篩選是功能材料制備的重要部分。

目前，已經開發了紫外光譜法、電導率法、計算機模擬法等一系列方法探究金屬離子與功能單體的相互作用。但是，紫外光譜法對于不含紫外吸收基團的功能單體，無法進行有效篩選；計算機模擬法沒有實驗數據的支撐，準確度無法保障；電導率法不能鑒別兩者的具體結合位點。

此外，等溫滴定量熱技術ITC是一種用于研究生物分子多種相互作用的一種技術，它支持在一次試驗中直接進行多種熱力學參數的無標記測量。等溫滴定量熱技術ITC具有微量、靈敏、操作簡單、重復性高、實時監測的優點。

因此，需要設計一種既能直觀分析金屬離子與功能單體的結合能力大小，又能判定其具體結合位點的方法。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法。

本發明提供了一種等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法，用于測定金屬離子與生物小分子結合過程中的熱力學參數和具體結合位點，具有這樣的特征，包括如下步驟：步驟S1，配制一定濃度的緩沖溶液；步驟S2，采用緩沖溶液分別配制一定濃度的金屬離子溶液和功能單體溶液，而后進行超聲處理、冷凍離心，得到處理后的金屬離子溶液以及處理后的功能單體溶液；步驟S3，將處理后的金屬離子溶液以及處理后的功能單體溶液分別加入等溫滴定量熱儀的滴定針和樣品池中，并設置相關試驗參數，而后測定處理后的金屬離子溶液中的金屬離子與處理后的功能單體溶液中的生物小分子之間結合的熱力學參數；步驟S4，利用核磁共振光譜儀測定金屬離子與生物小分子之間結合的具體結合位點。

在本發明提供的等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟S1中，緩沖溶液的濃度為10～1000mmol/L，緩沖溶液為4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液HEPES、2-(N-嗎啉)乙磺酸緩沖溶液MES、磷酸鹽緩沖溶液PBS、磷酸緩沖溶液PB以及三羥甲基氨基甲烷Tris緩沖溶液的一種。

在本發明提供的等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟S1中，緩沖溶液的pH值為3～10。

在本發明提供的等溫滴定量熱法探究金屬離子與生物小分子相互作用方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟S2中，金屬離子溶液為重金屬離子溶液，金屬離子溶液的濃度為0.01～100mmol/L。