蛋白质印迹技术研究进展及应用前景

577※专题论述食品科学2007, Vol. 28, No. 08能还需加强，这些都有待进一步研究。

使用该系统会提高企业的生产成本，对企业的生产经营管理提出了更高的要求。

提高生产管理水平，提高操作人员素质，保证数据的真实有效性。

参考文献：［１］杨天和，　褚保金．　“从农田到餐桌”食品安全全程控制技术体系研究［Ｊ］．　食品科学，　２００５，　２６（３）：　２６４－２６８．［２］林凌，　周德翼，　黄启强．　基于互联网的食品质量安全可追踪系统设计［Ｊ］．　合肥工业大学学报：　自然科学版，　２００５，　２８（５）：　５４６－５４９．［３］林凌，　周德翼．　构筑食品质量安全可追踪系统研究［Ｊ］．　商业研究，２００５，　２１：　４１－４４．［４］张向前，　徐幸莲，　周光宏．　可追溯系统在牛肉产业链中的应用［Ｊ］．畜牧与兽医，　２００６，　３８（６）：　３０－３２．［５］ＤＡＶＩＳ　Ｊ　Ｒ，　ＤＩＫＥＭＡＮ　Ｍ　Ｅ．　Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｂｅｅｆ　ｃａｒａｓｓ　ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙｉｎ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　ｂｅｅｆ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｐｌａｎｔ　ｕｓｉｎｇ　ａｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ａｎｉｍａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　２００２　（ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ）：　４７－４８．［６］ＰＥＴＥＲＳＥＮ　Ｂ，　ＫＮＵＲＡ　ＤＥＳＺＣＺＫＡ，　ＰＯＮＳＧＥＮ　ＳＣＨＭＩＤＴ　Ｅ，　ｅｔａｌ．　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｓｅｄ　ｆｏｏｄ　ｓａｆｅｔｙ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｉｎ　ａｎｉｍａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．　Ｌｉｖｅ－ｓｔｏｃｋ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　２００２，　７６：　２０７－２１３．［７］邹晓文．　法国的牛肉全程跟踪管理［Ｊ］．　河南畜牧兽医，　２００３，　２４（１）：收稿日期：２００７－０６－１７作者简介：秦红（１９６０－），女，副教授，研究方向为动物食品质量与安全。

蛋白质印迹技术研究进展及应用前景秦　红１，韩剑众２（１．常熟理工学院，江苏　常熟 ２１５５００；２．　浙江工商大学食品质量与安全系，浙江　杭州 ３１００３５）摘 要：分子印迹技术是集高分子合成、分子识别及仿生生物工程等众多学科发展起来的新型技术，是生物、食品、环境等众多领域研究的热点。

本文主要介绍了蛋白质印迹技术的识别机理和国内外研究进展，探讨了蛋白质印迹技术体系中存在的主要问题及应用前景。

关键词：分子印迹技术；蛋白质；研究进展Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｐｒｏｔｅｉｎｓ　Ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　Ｉｔｓ　ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＱＩＮ　Ｈｏｎｇ１，ＨＡＮ　Ｊｉａｎ－ｚｈｏｎｇ２（１．Ｃｈａｎｇｓｈｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｃｈａｎｇｓｈｕ ２１５５００，　Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ，　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｇｏｎｇｓｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００３５，　Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　（ＭＩＴ）　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ａ　ｂｌｅｎｄ　ｏｆ　ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｂｉｏｎｉｃ　ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　ｆｉｅｌｄｓ．　Ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｈｏｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｓｓｕｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｂｉｏｌｏｇｙ，　ｆｏｏｄａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｉｎｓｉｍｐｒｉｎｔｅｄ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｐｒｏｔｅｉｎｓ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ中图分类号：Ｑ８１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００７）０８－０５７７－０４４５．［８］澳大利亚建立畜产品原产地跟踪标签制度［ＥＢ／ＯＬ］．　ｈｔｔｐ：　／／　ｎｅｗｓ．ｘｉｎｈｕａｎｏｔ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓｃｅｎｔｅｒ／２００２－０７／０８／ｃｏｎｔｅｎｔ＿４７３９１４．ｈｔｍ．［９］ＳＴＡＮＦＯＲＤ　Ｋ，　ＳＴＩＴＴ　Ｊ，　ＫＥＬＬＡＲ　Ｊ　Ａ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ｃａｔｔｌｅａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｒｕｍｉｎａｎｔｓ　ｉｎ　Ｃａｎａｄａ［Ｊ］．　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ，２００１，　２０（２）：　５１０－５２２．［１０］杨信廷，　钱建平，　孙传恒，　等．　面向安全追溯体系的农产品电子档案管理系统［Ｊ］．　中国农学通报，　２００６，　２２（６）：　４４１－４４４．［１１］陆昌华，　王立方，　谢菊芳，　等．　工厂化猪肉安全生产溯源数字系统的设计［Ｊ］．　江苏农业学报，　２００４，　２０（４）：　２５９－２６３．［１２］白云峰，　陆昌华，　李秉柏．　肉鸡安全生产质量监控可追溯系统的设计［Ｊ］．　江苏农业学报，　２００５，　２１（４）：　３２６－３３０．［１３］昝林森，　郑同超，　申光磊，　等．　牛肉安全生产加工全过程质量跟踪与追溯系统研发［Ｊ］．　中国农业科学，　２００６，　３９（１０）：　２０８３－２０８８．［１４］陈联诚，　王二卫，　陈连岳．　工厂化蔬菜生产管理系统的设研制［Ｊ］．　农业工程学报，　２０００，　１６（２）：　１３５－１３７．［１５］陈青云，　李鸿．　黄瓜温室栽培管理专家系统的研究［Ｊ］．　农业工程学报，　２００１，　１７（６）：　１４２－１４６．［１６］李志红，　沈佐锐，　杨铭华．　北京市蔬菜生产管理信息系统ＢＪ－ＣＡＢＢＡＧＩＳ的研制［Ｊ］．　中国农业大学学报，　１９９９，　４（３）：　４８－５２．［１７］于辉，　安玉发．　在食品供应链中实施可追溯体系的理论探讨［Ｊ］．　农业质量标准，　２００５（３）：　３９－４１．2007, Vol. 28, No. 08食品科学※专题论述分子印迹技术（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）是一种人工合成对特定目标分子具有高度亲合性的高分子聚合物。

１９７３年Ｗｕｌｆｆ　Ｇ［１］研究小组对分子印迹聚合物（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒｓ　ＭＩＰｓ）的成功制备使该研究取得了突破性进展，并广泛应用于色谱分离、抗体或受体模拟、生物传感器以及酶的模拟和催化等诸多领域［１－４］。

但目前分子印迹技术主要以小分子物质为模板，丙烯酸及其衍生物为功能单体，在低极性的有机溶剂中聚合，相对限制了生物大分子的聚合物制备及应用。

蛋白质分子结构复杂，与功能单体的结合位点多，造成功能单体选择困难，巨大的分子体积则使其在印迹聚合物中传质较差，不易洗脱。

而且蛋白质在许多条件下易发生变性失活，空间结构改变［５］。

因此，蛋白质聚合物合成条件较为苛刻，功能单体、交联剂、溶剂、聚合温度等条件的选择对合成高选择性ＭＩＰｓ十分重要。

１蛋白质分子印迹聚合物的制备１．１功能单体及交联剂的选择蛋白质是水溶性大分子，功能单体对其识别主要发生在水溶液中，选择合适的单体使得到的ＭＩＰｓ能在水溶液中对蛋白质进行识别非常重要。

目前常用功能单体主要有丙烯酰胺［６－７］、丙烯酸及其衍生物［８］、Ｎ－（４－乙烯苄基）亚氨基二乙酸铜（Ⅱ）［９］，或将不同单体如丙烯酸和丙烯酰胺混合使用［１０］。

　丙烯酰胺是色谱和电泳中常用的惰性凝胶单体，适用于生物物质的分离纯化，它所具有的酰胺官能团即使在极性溶剂中也可形成较强的氢键，并且和羧基不同的是酰胺基在水溶液中不会离子化［１１］。

以蛋白质为模板分子时，蛋白质中的肽键和酰胺基团可形成较强的作用力。

因此，丙烯酰胺是蛋白质印迹时较好的功能单体［１２］。

另外，壳聚糖也可作为功能单体，制备的蛋白质印迹聚合物具有较好的特异性识别能力［１３］。

交联剂可依单体不同予以选用，目前常用有双甲基丙烯酸乙二醇酯（ＥＧＤＭＡ）［１４］、Ｎ，Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺［５－６］。

以偶氮二异丁腈（ＡＩＢＮ）［１４］或水溶性过硫酸盐－四甲基亚乙二胺（ＴＥＭＥＤ）［６－７］引发合成聚合物。

蛋白质分子印迹中，选择适当的单体和交联剂对提高聚合物的吸附性能及特异性识别能力具有十分重要的意义。

应充分考虑生物大分子的特殊性，保证聚合时蛋白质的生物活性和空间构象。

１．２蛋白质印迹方式１．２．１包埋法（本体聚合）将蛋白质分子、功能单体、交联剂和引发剂通过光引发或热引发制成块状聚合物，经粉碎、过筛得到细小颗粒，该法操作条件易于控制，而且对蛋白质分子有良好的识别能力。

较早使用该法的Ｖｅｎｔｏｎ［１５］以脲酶和牛血清白蛋白为印迹分子合成了聚硅氧烷聚合物，印迹蛋白分子用链霉蛋白酶降解，虽然吸附能力较弱，但聚合物对印迹分子结合量比非印迹分子多５０％。

瑞典Ｕｐｐｓａｌａ大学的Ｈｊｅｒｔéｎ［６－７］以血红蛋白、生长激素、红细胞素、肌红蛋白、核糖核酸酶等为模板分子，丙烯酰胺为单体，Ｎ，Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂制备印迹聚合物，经过含１０％十二烷基磺酸钠（ＳＤＳ）的乙酸（１０％）溶液洗脱，得到的聚合物具有良好的识别效果，尤其对空间结构相似的鲸鱼和马肌红蛋白有明显的特异性吸附。

我国近年也开展了蛋白质印迹技术的研究，以牛血清白蛋白（ＢＳＡ）为模板分子，丙烯酸（ＡＡ）为功能单体（经筛选后发现ＡＡ可在较大范围内与蛋白质－水体系互溶）。

并以ＥＤＭＡ为交联剂，安息香乙醚（ＢＥＥ）为引发剂，以去离子水为溶剂，紫外光照引发合成块状聚合物。

以含有１０％　ＳＤＳ的０．０５ｍｏｌ／ｍｌ　ＮａＯＨ洗涤除去印迹分子，检测显示，对ＢＳＡ有较高的亲合能力，对非印迹分子牛血红蛋白、溶菌酶和卵清蛋白吸附性较低，属非特异性吸附［１６］。

还有人以人血红蛋白为模板分子，丙烯酰胺和甲基丙烯酸（ＭＡＡ）混合为功能单体，Ｎ，Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用该法合成聚合物，色谱评价显示，对人血红蛋白有一定的特异性吸附。