引用本文:望兆博, 江山竹, 覃阳洁, 等. 羟基磷灰石在蛋白吸附/分离中的研究进展[J]. 化学试剂，2024，46(12)：54-61.
背景介绍
蛋白质是生命体物质基础与生命活动承载者，蛋白吸附/分离技术意义重大。羟基磷灰石是磷酸钙生物材料，亦是脊椎动物牙齿和骨骼主要无机成分，具有无毒性和生物相容性，在医疗行业、制药行业以及化学工业中得到广泛应用。羟基磷灰石表面存在C和P两个不同的结合位点，酸性蛋白质通过C位点结合，碱性蛋白质则通过P位点结合。羟基磷灰石的质构特性在蛋白吸附/分离过程中发挥着重要作用。本文综述并总结了近年来此类材料在蛋白吸附/分离领域的应用，旨在为新型HAP及其衍生复合材料的设计与开发提供参考和有益借鉴。
文章亮点
1.采用文献分析法，对蛋白质在HAP中的吸附/解吸机理进行了回顾，为研究提供理论基础；
2.介绍了HAP的物理化学特性，总结了近年来HAP及其衍生复合材料在蛋白吸附/分离方面的研究；
3.HAP衍生材料涵盖了不同形貌、官能团改性、金属离子掺杂以及与其他材料复合等多种形式；
4.HAP复合材料比表面积更大、功能性更丰富、重复使用性更好，展现出巨大的潜力和前景；
5.旨在为该领域研究人员提供系统、准确的参考，刺激新材料的开发及应用。
内容介绍
1 蛋白吸附/分离
如图1所示，HAP晶体表面具有带负电荷的磷酸基团（P位点）以及带正电荷的钙离子（C位点）。蛋白质吸附、富集到HAP表面的作用力主要有静电作用、氢键和范德华力，具体发生作用的力可能是其中的一种或多种[11]。
色谱是分析化学中一种非常强大的高分辨率分离工具，基于柱的色谱法广泛用于测定蛋白质生物药物的纯度，并用于表征杂质。一般来说，填充在分析柱中的颗粒尺寸越细、越均匀，分辨率就越高。然而，它们需要非常昂贵的色谱系统来提供使用此类色谱柱进行分离所需的超高压。
2 羟基磷灰石材料
2.1 不同形貌羟基磷灰石
众多研究发现，羟基磷灰石形貌对其性能及应用有较大的影响，不同形貌的制备方法及性能有所不同，通常可分为片（带）状、针（棒）状、晶须和球状[26]。
2.2 羟基磷灰石表面改性
生物材料表面存在的带电官能团对调节生物材料表面包括蛋白质等大分子的亲和力和附着起着重要作用。通过在HAP沉淀过程中引入不同的酸可调节羟基磷灰石的蛋白质吸附能力。如掺入具有较长侧链长度的氨基酸降低了HAP颗粒的结晶度并增加了表面电荷的负值，比表面积显著增加。
3 羟基磷灰石衍生复合材料
3.1 羟基磷灰石复合膜
羟基磷灰石复合膜作为一种前沿新材料，具有比表面积大、孔隙率高、孔隙通道连通性好、表面功能化易等优势，在制备高性能蛋白质吸附材料方面具有广阔的前景[41]。
3.2 羟基磷灰石复合纳米材料
针对羟基磷灰石结构稳定性差的问题，近几年关于羟基磷灰石材料的报道主要集中于羟基磷灰石衍生复合纳米材料的开发[50]，如羟基磷灰石/壳聚糖复合材料[51]、三醋酸纤维素/羟基磷灰石纳米纤维（CTA-HAP）[52]、羟基磷灰石-明胶纳米生物复合材料（CHAMPS）[53]。
4 结论
羟基磷灰石在蛋白吸附/分离领域备受关注，目前已有成熟的HAP色谱柱被开发并商用。近年来，针对各种基质中蛋白质的吸附与分离，国内外学者报道了一系列HAP及其衍生复合材料，如不同形貌的HAP、官能团改性HAP、增加/替代HAP中的金属离子，或是与其他材料进行复合，如HAP复合膜、HAP复合纳米材料。结果表明，HAP复合材料比表面积更大、功能性更丰富、重复使用性更好。可根据复合材料不同选择性调控HAP材料强度与特定功能，具有更好的蛋白吸附能力和更开阔的改性潜力，在蛋白吸附/分离领域具有巨大的潜力和前景。
