pH依赖的蛋白质选择性吸附进入介孔二氧化硅

研究了溶菌酶、细胞色素c和肌红蛋白（半径约1.5 nm的相似尺寸球状蛋白质）在平均孔径半径3.3 nm的介孔二氧化硅材料Santa Barbara Amorphous-15 (SBA-15)中的吸附，针对含单一蛋白质类型的溶液和二元蛋白质混合物，采用光度法进行了研究。观察到绝对和相对吸附行为随溶液pH值（从而随孔壁和蛋白质的电荷）发生明显变化。这些蛋白质在其等电点pI以下表现出最强结合，表明在介孔吸附过程中，带电氨基酸残基与二氧化硅表面-OH基团之间的静电相互作用占主导。此外，我们发现，在受限的管状孔几何结构中的竞争吸附里，对孔壁结合倾向更强的蛋白质类型可完全抑制结合亲和力较低的物种的吸附，尽管后者在缺少强结合蛋白质的单一组分混合物中吸附相当好。我们提出，这种不同的物理化学行为，连同介孔玻璃巨大的比表面积及由此带来的吸附能力，可通过调节水溶液pH值来分离具有不同pI的蛋白质二元混合物。