Введение
Глава 1. Методы пробоподготовки биологических образцов для выделения нуклеиновых кислот; применяемые носители, сорбенты и полимерные модификаторы (обзор литературы) 24
1.1. Методы подготовки образцов для выделения биополимеров из биологических смесей; основные способы выделения НК 24
1.2. Носители для получения поверхностно-модифицированных сорбентов 44
1.2.1. Носители на основе кремнезема 44
1.2.2. Стеклянные мультикапилляры – перспективный носитель для создания полимермодифицированных композитов и микрофлюидных устройств 47
1.2.3. Синтетические мембраны как перспективный носитель для получения полимерсодержащих сорбентов 49
1.3. Полимерсодержащие сорбенты для выделения и очистки биологически активных соединений. Методы получения, модификаторы и области применения 51
1.3.1.Сорбенты, получаемые в результате физической адсорбции или хемосорбции полимеров на поверхности носителя 51
1.4. Сорбенты с привитой полимерной фазой 59
1.5. Силаминированные кремнеземы как носители для получения полимерсодержащих композитов 64
1.6. Композиционные сорбенты, содержащие нетрадиционные полимерные фазы 66
1.7. Полианилин как модификатор поверхности при получении композиционных материалов 75
1.7.1. Строение ПАНИ и механизм окислительной полимеризации анилина 76
1.7.2. Полимеризация анилина в присутствии твердых подложек 82
1.7.3. Полимеризация анилина в присутствии растворимых полисульфокислот 87
Глава 2. Объекты и методы исследования, использованная аппаратура, разработанные методики синтеза сорбентов и протоколы выделения биологически активных соединений 92
2.1. Носители для синтеза сорбентов 92
2.2. Полимерные модификаторы 93
2.3. Прочие реагенты 94
2.4. Растворители 95
2.5. Биополимеры (включая ферменты) 95
2.6. Биологические образцы 95
2.7. Аппаратура 96
2.8. Методы синтеза композиционных сорбентов на основе кремнезема 97
2.9. Модифицирование стеклянных мультикапилляров (МК) нанослоями ПАНИ 105
2.10. Модифицирование полимерных синтетических мембран нанослоями ПАНИ и сборка БЭ, содержащих мембранный сорбент 106
2.11. Получение сополимеров ПАНИ-3-АБК 106
2.12. Оценка гидролитической стабильности сорбентов 107
2.13. Ртутная порометрия 108
2.14. Определение элементного состава образцов сорбентов 109
2.15. Протокол лизиса бактериальных культур, урогенитальных мазков и мокроты 110
2.16. Протокол лизиса образцов цельной крови человека и млекопитающих 110
2.17. Протокол лизиса цельной крови с целью выделения лейкоцитарной ДНК 111
2.18. Протоколы лизиса тканей растений и грибов 111
2.19. Протокол лизиса компонентов почвы 112
2.20. Протоколы выделения ДНК с помощью БЭ, содержащих разработанные полимерсодержащие сорбенты 113
2.21. Полимеразная цепная реакция 114
2.22. Очистка ПЦР-фрагментов 115
2.23. Разделение смесей он- и днДНК 115
2.24. Определение белка методом Бредфорда 116
2.25. Электрофорез в полиакриламидном геле (ПААГ) 116
2.26. Высокоэффективная жидкостная хроматография 116
2.27. Получение полиальгинатных сфер 117
2.28. Протокол выделения витаминов (витамеров) из цельной крови 117
Глава 3. Исследование сорбционных свойств полиарамид-, фторполимер- и ПАНИ-содержащих покрытий 123
3.1. Сходство и различия в сорбционных свойствах фторполимерных и ПАНИ-покрытий 124
3.2. Морфология, химический состав и заряд поверхностного слоя исследуемых полимерных покрытий 127
3.2.1. Объекты исследования 127
3.2.2. Особенности морфологии поверхности полученных полимерных покрытий 129
3.2.3. Химический состав и заряд поверхностного слоя исследуемых полимерных покрытий 131
3.3. Сорбционные свойства полимерных покрытий в отношении нуклеиновых кислот и белков 136
3.3.1. Удерживание биополимеров полученными сорбентами в режиме статической сорбции 137
3.3.2. Удерживание биополимеров полученными сорбентами в режиме динамической сорбции 146
3.4. Вероятные механизмы сорбции НК и белков на исследованных сорбентах 157
3.5. Выводы из результатов исследования сорбционных свойств полимерных сорбентов 159
Глава 4. Разработка технологичных способов синтеза полимерсодержащих композитов для выделения биополимеров и характеристика полученных полимерных покрытий 162
4.1. Разработка технологичных способов получения ПФБД-, ФП-, полиарамид- и ПАНИ-содержащих композиционных сорбентов 166
4.1.1. Получение композиционных сорбентов в присутствии неактивированного носителя или с получением прекурсора 167
4.1.1.1. Получение ПАНИ-содержащего композита путем химического осаждения полимерного нанослоя 167
4.1.1.2. Получение композиционных полимерсодержащих сорбентов методом кастинга 172
4.1.1.2.1. Получение ПФБД-содержащего сорбента методом кастинга с последующим фторированием 173
4.1.2. Получение полимерсодержащих сорбентов в присутствии активированных носителей 187
4.1.2.1. Получение ПАНИ-сорбентов на основе кремнеземов, модифицированных сульфированным сополимером стирола с дивинилбензолом 187
4.1.2.2. Получение ПАНИ-содержащих кремнеземных сорбентов в результате матричной полимеризации анилина в присутствии иммобилизованных полисульфокислот 192
4.1.2.3. Синтез кремнеземных сорбентов, модифицированных сополимерами анилина с замещенными анилинами 199
4.1.2.4. Озон-индуцированная полимеризация на поверхности твердых носителей 201
4.1.2.5. ПАНИ-содержащие сорбенты на основе гидрофобизованного носителя 208
4.2. Способы получения ПАНИ-содержащих композитов на основе не кремнеземных носителей 211
4.2.1. Получение ПАНИ-содержащих сорбционных материалов на основе стеклянных мультикапилляров 211
4.2.2. Синтетические мембраны в качестве носителей при получении ПАНИ-содержащих сорбционных материалов 218
4.3. Морфология, химический состав и гидролитическая стабильность полученных сорбентов 227
Глава 5. Применение ФП- и ПАНИ-содержащих композитов в составе разработанных биосепарирующих элементов 232
5.1. Применение разработанных биосепарирующих элементов в пробоподготовке для проведения ПЦР-анализа 235
5.1.1. Одностадийное выделение ДНК (РНК) из бактерий (включая микобактерии и микоплазмы) и одноклеточных грибов 235
5.1.2. Одностадийное выделение ДНК (РНК) из вирусов 265
5.1.3. Выделение ДНК из тканей эукариот (многоклеточных грибов, растений, животных и человека) 276
5.1.4. Выделение суммарной фракции ДНК из почв 287
5.2. Очистка синтетических олигонуклеотидов и ПЦР-фрагментов 293
5.3. Применение ФП-модифицированных композитов в качестве носителя для твердофазного синтеза олигонуклеотидов 303
5.4. Применение ФП-модифицированных кремнеземных носителей для определения содержания витаминов в крови 309
5.5. Применение разработанных ПАНИ-модифицированных композитов в масс-спектрометрии 323
5.6. Области применения разработанных ФП- и ПАНИ-содержащих композитов 333
Выводы 337
Приложения 339
Благодарности 343
Список цитированной литературы 345
