蛋白质-金属纳米粒子
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固定化金属亲和磁性纳米粒子的制备及其纯化组氨酸标签蛋白质的研究的开题报告一、研究背景标签蛋白质是生物学、药物研发等领域中常用的重要研究对象。
其中,组氨酸标签(histidine-tag)是一种非常常用的标签,由于其具有良好的亲和性和独特的物化特性而被广泛应用。
目前,市场上的组氨酸标签蛋白质通常采用亲和层析法等方法纯化,但这些方法通常会带来较高的成本、时间和人力投入等问题。
因此,研究一种新的、高效的制备和纯化组氨酸标签蛋白质的方法非常重要。
目前,纳米材料在生物学、医学等领域中展现出巨大的应用潜力。
其中,金属亲和磁性纳米粒子具有良好的亲和性、高表面积、优良的磁响应性等特点,已被广泛用于多肽、蛋白质等生物大分子的快速分离、富集和纯化。
因此,本研究旨在开发一种新型的固定化金属亲和磁性纳米粒子(IMAC磁性纳米粒子),并应用该纳米粒子对组氨酸标签蛋白质进行高效的纯化和富集。
二、研究内容和目标本研究的主要内容和目标如下:1.制备IMAC磁性纳米粒子合成亲和分子,将亲和分子修饰在磁性纳米粒子表面,进而制备IMAC磁性纳米粒子。
2.优化IMAC磁性纳米粒子的工艺参数根据磁性纳米粒子的物理和化学性质,优化纳米粒子的工艺参数,以获得最佳的亲和能力和纯化效果。
3.纯化组氨酸标签蛋白质以目标蛋白为例,探究IMAC磁性纳米粒子对组氨酸标签蛋白质的纯化效果,进而实现高效的组氨酸标签蛋白质的纯化。
4.对IMAC磁性纳米粒子进行表征对合成的IMAC磁性纳米粒子进行表征和分析,包括粒子大小、磁响应性、表面化学性质等。
三、研究方法1.实验材料1)组氨酸标签蛋白质2)乙酸铁、氯化铁、苯乙烯、正丁烷、十二烷基苯基磺酸钠、十二烷基苯基亚磺酸钠等试剂。
2.实验方法1)合成IMAC磁性纳米粒子采用沉淀共沉淀法,以乙酸铁、氯化铁等为原料,合成亲和分子,并将亲和分子修饰在磁性纳米粒子表面。
2)优化IMAC磁性纳米粒子的工艺参数根据磁性纳米粒子的物理和化学性质,构建不同参数下的实验组合,选取最佳的参数组合,以获得最佳的亲和能力和纯化效果。
纳米药载体在肿瘤靶向治疗中的应用现状和趋势随着临床医学的不断发展,肿瘤的治疗手段也得到了显著进展。
在过去,放疗和化疗是肿瘤治疗中的主要手段,但其存在的副作用和限制使得其应用受到限制。
近年来,随着纳米技术的不断发展,纳米药物成为了肿瘤治疗领域的新热点。
而纳米药物的关键在于其药物载体。
纳米药物通过利用多种载体将药物精确输送至病灶,可以大大提高药效,减少副作用。
本文将介绍纳米药载体在肿瘤靶向治疗中的应用现状和趋势。
一、纳米药物的优势纳米药物通过纳米技术制备而成,具有许多传统药物无法比拟的优势。
首先,纳米颗粒大小具有尺度效应。
纳米颗粒比普通药物小很多,能够更容易地渗透至肿瘤组织中,而不会被正常组织过滤掉。
其次,纳米药物具有良好的生物相容性和生物可分解性。
药物载体在体内不会引起免疫系统的攻击,从而不会被排斥。
最后,纳米药物具有特异性。
纳米药物可以通过特定的靶向分子选择性地与肿瘤细胞结合,实现对肿瘤组织的精确识别和定位。
二、纳米药载体的类型纳米药物的药物载体是纳米技术中的关键技术之一,不同类型的药物载体对纳米药物的性质和应用具有重要影响。
当前,常见的纳米药物载体主要包括脂质体、蛋白质纳米粒子、聚合物纳米粒子、金属纳米粒子、碳纳米管等。
1、脂质体脂质体是一种由磷脂和胆固醇等组成的微小球形结构,可用于携带各种药物。
脂质体具有尺度效应和良好的生物相容性,能够稳定地携带药物并减少药物的毒性。
同时,脂质体能够通过改变其表面组分实现对靶向分子的选择性结合,因此在靶向治疗中具有广阔的应用前景。
2、蛋白质纳米粒子蛋白质纳米粒子是由蛋白质自组装形成的一种纳米粒子。
这种载体具有良好的生物相容性和生物可分解性,且在体内不会引起免疫系统的攻击。
除此之外,蛋白质纳米粒子还具有天然的靶向性质,可以通过特定靶向分子识别肿瘤细胞并实现精确的靶向治疗效果。
3、聚合物纳米粒子聚合物纳米粒子是由多种合成材料组成的一种纳米粒子,其在靶向治疗中也具有广泛的应用。
金属纳米粒子在医学诊断和治疗中的应用随着人类科技的不断发展,纳米科技越来越成为科技界的热点领域。
金属纳米粒子作为纳米领域的一种重要材料,具有独特的物理、化学和光学性质,成为了医学诊断和治疗中的研究热点。
在医学领域中,金属纳米粒子不仅可以用于诊断,还可以用于治疗,为人类医学的发展带来了新的可能性。
本文将从以下三个方面探讨金属纳米粒子在医学诊断和治疗中的应用:1、金属纳米粒子在疾病诊断中的应用;2、金属纳米粒子在药物运输中的应用;3、金属纳米粒子在肿瘤治疗中的应用。
一、金属纳米粒子在疾病诊断中的应用疾病的早期发现对于治疗和预防疾病都具有关键的意义。
然而,传统的诊断技术往往需要进行切开和侵入性检查,且对患者有一定的伤害。
相比之下,金属纳米粒子的应用则为非侵入性诊断技术提供了一种新的选择。
金属纳米颗粒具有独特的光学和物理性质,利用这些性质可以开发出各种新型的纳米探针,用于检测和诊断疾病。
例如,金属纳米颗粒可以搭载特定的生物分子,如抗体和DNA探针,用于检测人体中的特定分子标志物。
此外,通过测量不同颜色的纳米颗粒,可以快速、准确地检测出各种重要的生物分子,如蛋白质、DNA和RNA等,从而实现了更加精准的疾病诊断。
二、金属纳米粒子在药物运输中的应用传统的药物运输方法往往需要将药物注射到患者的体内,从而实现药物的有效输送。
然而,这种方法往往会对身体产生伤害,且提高了药物的副作用。
金属纳米粒子的出现则为药物运输提供了一种新的选择。
金属纳米颗粒具有极高的比表面积和特殊的材料性质,可以将药物载体包装在其内部,并将其运输到需要治疗的部位。
与传统的药物运输方法相比,金属纳米粒子可以更加精确地将药物输送到需要治疗的部位,避免了对身体的伤害和不必要的药物损失,从而提高了药物的疗效性。
三、金属纳米粒子在肿瘤治疗中的应用肿瘤是人类健康领域面临的重要问题,传统的治疗方法往往会对患者身体产生不可承受的副作用。
金属纳米颗粒在肿瘤治疗中的应用,则为治疗肿瘤提供了新的思路和技术。
表面活性剂在蛋白药物中的应用一、引言表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子,一种粒子具有极强的亲油性,另一种则具有极强的亲水性。
溶解于水中以后,表面活性剂能降低水的表面张力,并提高有机化合物的可溶性。
传统观念上认为,表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。
随着对表面活性剂研究的深入,目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质。
表面活性剂或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂范畴。
随着生物技术的高速发展,多肽、蛋白质类药物不断涌现。
目前已有35种重要治疗药物上市,生物技术与生物制药企业的发展也日益全球化。
生物技术药物研究的重点是应用DNA重组技术开发可应用于临床的多肽、蛋白、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克隆抗体等。
据Parexl's Pharmaceutical R&D Statistical Source Book报道,目前已有723种生物技术药物正在接受FDA审评(包括Ⅰ~Ⅲ期临床及FDA评估),700种药物处于早期研究阶段(研究与临床前),还有200种以上药物已进入最后批准阶段(Ⅲ期临床与FDA评估)。
但是由于蛋白本身的不稳定性和难口服吸收的性质,研究表面活性剂在蛋白药物中的作用有着重要的意义和实际效益。
本文主要关注于生产中的应用和微凝胶的研究。
二、药物生产中应用的表面活性剂表面活性剂是两性的,易于吸附聚集在界面。
表面活性剂可以依据极性端分类为阳离子型,阴离子型非离子型和两性型。
一个很好的阴离子型表面活性剂是十二烷基磺酸钠(SDS)。
表面活性剂有很广泛的应用,在制药和生物工业在很多情况中应用非离子表面活性剂,包括稳定蛋白治疗活性。
下面介绍两种生产过程中常用的表面活性剂。
2.1 聚山梨醇酯聚山梨醇酯有一个通用结构,包含一个山梨聚糖环,并且在羟基处有聚合的环氧乙烷,只有在脂肪酸链有区别。
(见图1)图1. 聚山梨醇酯表面活性剂的化学结构。
纳米金粒子标记技术在快速蛋白质检测中的应用近年来,纳米技术的快速发展为生物医学领域带来了许多新的应用和突破。
其中,纳米金粒子标记技术在快速蛋白质检测中的应用备受关注。
该技术的出现不仅提高了蛋白质检测的准确性和灵敏度,而且具有较快的检测速度和较低的成本。
本文将详细介绍纳米金粒子标记技术在快速蛋白质检测中的原理、应用以及未来的发展前景。
一、纳米金粒子标记技术的原理纳米金粒子是一种具有特殊性质的金属粒子,其尺寸通常在1-100纳米之间。
纳米金粒子标记技术是将这些纳米金粒子与蛋白质分子特异性结合,通过检测纳米金粒子的光学性质实现蛋白质的快速检测。
其原理主要包括两个方面:1. 表面等离激元共振效应:纳米金粒子表面存在自由电子,当受到外界电磁波激发时,这些自由电子会共振震荡,并在金粒子表面产生强烈的电场增强效应,这种现象被称为表面等离激元共振效应。
蛋白质分子的结合会改变纳米金粒子的表面等离激元共振效应,从而改变其光学性质,可通过特定的测量方法实现蛋白质的检测。
2. 富集效应:纳米金粒子具有较大的比表面积和高度多价的性质,使其能够实现蛋白质的高效富集。
当纳米金粒子与蛋白质结合时,纳米金粒子的表面积大幅增加,从而提高了蛋白质的富集效率。
富集后的蛋白质可以通过相关的测量方法进行快速检测。
二、纳米金粒子标记技术在快速蛋白质检测中的应用1. 微量蛋白质测定:传统蛋白质的测定方法需要大量的蛋白质样品,且操作繁琐、耗时长。
而纳米金粒子标记技术可以实现蛋白质的微量测定,只需极少的蛋白质样品即可获得准确的检测结果。
这使得纳米金粒子标记技术在快速蛋白质检测中具有重要的应用价值。
2. 蛋白质相互作用研究:蛋白质相互作用对于生物系统的正常功能至关重要。
纳米金粒子标记技术可以通过标记不同的蛋白质,通过观察其相互作用情况,揭示蛋白质在生物系统中的功能和调控机制。
这对于深入理解生物学过程具有重要的意义。
3. 生物传感器的制备:纳米金粒子标记技术可以将纳米金粒子制备成高灵敏度的生物传感器,用于检测生物样品中特定蛋白质的含量。
金纳米粒子性质1 金纳米粒子类型不同形状的金纳米粒子对应着不同的应用目的。
目前为止,人们已经制备了多种不同形状的金纳米粒子,主要有棒状,球状,壳状,笼状,多面体,星状等,不同形状的金纳米粒子有着自身独特的优势。
例如棒状的金纳米粒子具有良好的光热性能,而笼状的金纳米粒子更适合于内部物质的负载等。
根据金纳米粒子的尺寸可以将其分为金纳米团簇及金纳米晶,通常来说,金属粒子具有一定的导电性,而当金纳米粒子的尺寸小于2 nm时,金纳米粒子的性质由原来的金属导电性质变为了绝缘体性质,因此这个尺寸被称为临界尺寸。
通过这个临界尺寸可以将金纳米粒子分成两类:尺寸小于2 nm的金纳米粒子,被称为金纳米团簇;而金粒子的粒径尺寸大于2 nm时,通常被称为金纳米晶。
2 金纳米粒子特性块状的金在通常被认为是惰性金属,而纳米金却显示出了区别于宏观尺寸的高活性。
金纳米粒子作为纳米材料中的贵金属纳米粒子的一类,金纳米粒子除了具有纳米材料的普遍特性之外还具有自身独特的性质,主要表现在以下几个方面:2.1 表面等离子体共振特性有较高的比表面积,其表面自由电子较多,自由电子受到原子核的正电荷束缚较小,电子云在表面自由运动,当表面的电子云产生相对于核的位移时,来自电子和核之间的库仑引力会产生一个恢复力,从而产生表面电子云的震荡,振荡频率由四个因素决定:电子密度、有效电子质量电荷分布的形状和大小。
表面等离子体(surface plasmons),又被称为表面等离子体激元,是由于金属粒子表面的自由电子的集体谐振而产生。
当金属纳米粒子被一定波长的光照射后,入射的光子与表面自由电子相互作用,入射的光子与金属表面自由电子耦合后产生的疏密波。
当入射光的振动频率与金属粒子表面的自由电子谐振频率相同时产生的共振被称为表面等离子体共振。
金纳米粒子的表面等离子体共振对光子产生的吸收能够使用UV-vis-vis光谱检测,通过不同的吸收峰值反映金纳米粒子的形貌,大小等特性,实心球形的金纳米粒子具有一个单峰,不同尺寸的金纳米粒子具有的峰位不同,而金棒具有两个典型的吸收峰,分别为横向和纵向,而笼状的金粒子的吸收峰也有别于球状和棒状,而即使同为球形金粒子,壳层结构的金粒子的吸收峰也有很大的区别。
白蛋白纳米粒子在药物递送中的应用前景在医疗领域中,药物递送是极其重要的一个环节,如何将药物释放到需要治疗的部位,并且减少对周围健康组织的影响,是一个极具挑战性的问题。
本文将介绍一种基于白蛋白纳米粒子的药物递送技术,并探讨其应用前景。
一、什么是白蛋白纳米粒子?白蛋白是人体内最常见的蛋白质之一,白蛋白纳米粒子就是利用这种蛋白质材料制成的一种纳米级别的微粒。
白蛋白纳米粒子体积小,表面结构规则,具有较好的生物稳定性和生物相容性,这使得其可以承载一些生物活性物质,例如药物、蛋白质、基因等,在体内选择性靶向治疗,对减少药物副作用,减轻患者负担具有重要意义。
二、白蛋白纳米粒子的制备方法和特点通常,白蛋白纳米粒子的制备方法有两种:物理方法和化学方法。
物理方法是将白蛋白溶液进行超声处理或冷冻干燥处理,使白蛋白分子自组装成为纳米粒子。
这种方法生产成本低,操作简单,但制备纳米粒子存在较大的变异性,同时其负载效果也相对较弱。
化学方法则是在白蛋白分子表面化学改性,使其具有较强的负载性,将药物包含在内部,然后再通过一定的流体力学过程,利用限制复合和化学交联进行成形。
该方法可以精确控制纳米粒子的粒径、形态、载药量和释药速率等特性。
白蛋白纳米粒子可以被设计成自由的纳米粒子,也可以被固定在膜上成为膜的一部分。
其具有较低的免疫原性,不易激发免疫系统,表面易于修饰,因此可以进行有选择性的靶向药物输送。
同时,白蛋白本身具有各种细胞识别所需的营养物质的能力,提高了药物的生物可利用性,因此被认为是一种非常理想的药物递送系统。
三、白蛋白纳米粒子目前已被广泛应用于靶向性药物递送领域。
其疗效已在良性和恶性肿瘤治疗领域中得到了证实,以及心血管疾病治疗、口腔黏膜给药等方面产生了广泛的应用。
例如,使用白蛋白作为药物载体,对乳腺癌、淋巴瘤等多种肿瘤形成的治疗已经开始逐渐普及,取得了一定的治疗效果。
在比较普遍的生物材料凝胶中,闪蒸干白蛋白纳米粒子负载的生长因子和抗癌药物,可以促进阴茎海绵体平滑肌细胞的增殖、分化和功能性复苏,用于治疗勃起功能障碍已经取得了显著的治疗成效。
金纳米粒子的细胞毒性(二):表面电荷及保护剂的影响2016-08-16 12:52来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部金硫键改造金纳米粒子在研究AuNPs和细胞的作用时,AuNPs的表面性质是极为重要的。
从胶体科学我们知道,要得到稳定的AuNPs,必须在AuNPs的表面上形成带有静电或者亲液的保护层。
因此在制备AuNPs时都要加入稳定剂,形成保护层。
由于加入的稳定剂不同,金颗粒往往呈现不同的表面电荷(正、负电性)、亲水和憎水性,以及对溶剂的溶剂化程度等。
细胞膜表面上的受体是蛋白质,一般情况下氨基酸组成的蛋白质的等电点是在pH = 4.7附近,在中性溶剂中带负电。
因此带有正电荷的AuNPs和细胞膜十分相吸,从而增强了AuNPs进入细胞的可能。
Goodman等利用Au-S键在同样的AuNPs上包覆了不同的稳定剂使之具有不同的电荷。
在和细胞作用时,正电性AuNPs显示毒性,而负电性AuNPs则是无毒的。
Hauck等利用聚电解质的层层组装来改变纳米金棒的表面电荷。
实验表明,对于Hela细胞,带正电荷的纳米金棒的毒性大大超过带相应负电荷的AuNPs。
Chompoosor等的工作表明正电荷的金颗粒具有明显的细胞毒性和基因毒性,这种毒性随所用表面活性剂的憎水链长度增加而降低。
Lin等认为正负电性的金颗粒毒性差异主要有两个原因引起,一方面正电荷颗粒相对负电荷颗粒对于细胞膜有更大的黏附力,因此细胞胞吞效率更高,如果正电性AuNPs尺寸大时,则会在细胞膜上产生一个空洞或者损坏。
这属于破坏性胞吞(necrotic endocytosis)机制引起的细胞毒性。
Pernodet等认为由于细胞内金颗粒的存在,肌动蛋白应力纤维消失,因而对细胞活力产生不利反应,导致细胞外基质的性质发生强烈改变,如细胞伸展、黏附、生长及蛋白合成等。
利用高分子作为稳定剂的AuNPs,由于具有更厚的保护层,而且不容易聚集,因此对细胞作用极慢,表现出是无毒的。
蛋白质—金属纳米粒子体系荧光增强效应及其分析应用摘要:近年来,随着纳米科技的兴起,金属纳米粒子以其独特的光学和电学性质、良好的稳定性、小尺寸和表面效应以及独特的生物亲和性,使其在医药、卫生分析以及生化免疫等领域显示了潜在的价值,引起广大科技工作者的兴趣。
金属纳米粒子独特的表面效应是其具有优良性能以及与其他材料复合时表现出来的独特性能的关键。
金属纳米微粒的粒径、形状以及排列情况与其紫外一可见吸收光谱、表面增强拉曼散射(SERS)光谱、共振散射光谱以及荧光光谱之间有强烈的依赖关系。
金属纳米颗粒与荧光分子直接结合或经修饰后连接,可以改变荧光体系的紫外-可见吸收光谱、增强表面拉曼散射光谱和共振散射光谱,对荧光光谱的影响随金属纳米颗粒的种类以及荧光分子的种类不同可产生猝灭作用也可产生增强作用。
本论文以分析化学、生物化学以及材料化学为研究背景,结合纳米科学技术手段,并利用荧光光谱、吸收光谱、光散射光谱、园二色谱、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜、荧光寿命以及Zeta电位等测定技术,研究了各种蛋白质对各种金属纳米荧光体系的荧光增强作用,探讨了蛋白质与金属纳米粒子结合及其荧光增强作用的机理,建立了利用金属纳米粒子作为荧光探针来测定微量蛋白质的分析方法。
论文的第一章阐述了金属纳米颗粒的制备方法、金属纳米颗粒的应用、研究进展以及发展趋势。
共引用文献191篇。
论文的第二章研究了蛋白质对金纳米颗粒近红外荧光的增强效应及其分析应用。
利用液相还原法制备了不同大小的金纳米颗粒。
吸收光谱研究指出,大颗粒胶体金只在250nm处有吸收,随胶体金粒径减小至21nm,在525nm处出现新的吸收峰,且其强度随纳米颗粒的减小而增强,并伴有吸收峰的兰移。
研究发现,15nm的金纳米颗粒能够发射近红外荧光,其激发和发射峰分别为538nm和811.2nm。
同时还发现,蛋白质能够明显增强金纳米近红外荧光强度,并研究了影响荧光增强效应的各种因素。
实验指出,在最佳实验条件下(即15nm的纳米金颗粒,pH7.0时),蛋白质浓度在一定范围内与体系的荧光强度呈线性关系,P450、BSA、HRP、和HSA 的线性范围分别是 2.3×10~(-7)-1.0×10~(-5)mol/L、2.0×10~(-7)-1.5×10~(-5)mol/L、1.5×10~(-7)-1.5×10~(-5)mol/L和1.5×10~(-7)-1.5×10~(-5)mol/L,它们的检出限分别达到2.4×10~(-8)mol/L、2.2×10~(-8)mol/L、2.0×10~(-8)mol/L和2.0×10~(-8)mol/L,可见该方法具有较高的灵敏度。
该方法已用于实际样品的分析,其结果令人满意。
本文以BSA蛋白质金纳米荧光体系为代表,利用Zeta电位、荧光寿命、TEM电镜、吸收光谱、共振散射光谱、园二色谱以及荧光光谱等技术,研究了体系中蛋白质与金纳米颗粒间的相互作用和蛋白质对金纳米颗粒近红外荧光的增强机理。
研究表明,金纳米颗粒表面荷负电,能与蛋白质结合。
认为胶体金以蛋白质为模板能够在其表面发生聚集,金纳米体系按一定的规律定向排列,纳米粒子聚集后间距减小,导致表面等离子体传播特性的改变以及局域表面等离子体模式和表面等离子体模式的相互作用,这种相互作用受到外围环境的介电特性的影响。
同时,金属粒子所产生的等离子体可以增强其表面周围环境的电场,这种增强的电场可以和周围环境发生相互作用,其表现为如吸收光谱兰移等光谱特性的改变。
这可能是使整个金标记蛋白体系荧光强度增强的部分原因。
而蛋白质为金纳米颗粒提供的疏水性环境是荧光体系荧光增强的另一原因。
论文的第三章研究了铕纳米颗粒的制备、光谱性质和蛋白质对其荧光的增强效应及其分析应用。
利用单宁酸做还原剂,首次将金属铕从它的硝酸盐中还原出来,制成金属铕纳米颗粒。
以硫辛酸做修饰剂,修饰铕纳米颗粒,并与蛋白质结合。
比较修饰、结合蛋白质前后纳米颗粒的光学性质的变化。
研究指出,通过还原剂的不同用量可以控制生成的铕纳米颗粒的大小,随着还原剂单宁酸用量的逐渐减少,生成的铕纳米颗粒直径不断增大。
各种粒径的铕纳米颗粒都在275nm处有最大吸收,且随着铕纳米颗粒直径的增大,吸收峰的位置没有变化而吸收峰的强度逐渐增强。
研究发现,铕纳米颗粒能够发射紫外荧光,其激发和发射峰分别在275nm和380nm左右;随着纳米颗粒的增大,其荧光强度逐渐增强而发射峰逐渐兰移。
铕纳米颗粒这种荧光性质的尺寸效应明显不同于贵金属纳米的荧光尺寸效应(随着纳米颗粒的增大,荧光峰红移)。
铕纳米颗粒经硫辛酸修饰后荧光强度有所降低,但与蛋白质结合后荧光强度明显增强,且发射峰位置兰移。
同时,研究了影响体系荧光强度的各种影响因素。
在最佳条件下,即20nm铕颗粒经硫辛酸修饰后,在pH6.0的磷酸盐溶液中和SDBS存在下,体系荧光强度的增加与蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系,BSA、HRP、P450、OMP以及NSE的线性范围分别为 6.0×10~~(-8)-1.2×10~(-5)g/ml、2.0×10~(-8)-1.5×10~(-5)g/ml、6.0×10~(-8)-1.4×10~(-5)g/ml、2.0×10~(-8)-1.8×10~(-5)g/ml 和 3.0×10~(-8)-1.2×10~(-5)g/ml。
它们的检出限分别为 3.2×10~(-8)g/ml、1.0×10~(-8)g/ml、2.9×10~(-8)g/ml、9.8×10~(-9)g/ml和1.2×10~(-8)g/ml。
可见该方法有较高的灵敏度和较宽的线性范围。
该方法已用于实际样品分析,结果令人满意。
该文还研究了蛋白质与铕纳米颗粒间的相互作用,并探讨了蛋白质对铕纳米荧光增强的机理。
研究表明,铕纳米颗粒通过硫辛酸与蛋白质结合,并发生了能量转移,即BSA将吸收的能量通过分子间能量转移的形式转移给铕纳米颗粒,从而使铕纳米颗粒的特征荧光强度增强。
SDBS的存在使体系的荧光强度进一步增强,一方面是由于SDBS也将吸收的能量传递给Eu-lipoic acid-BSA体系,使得Eu-lipoic acid-BSA体系荧光增强;另一方面,SDBS和蛋白质为体系所提供的疏水环境能够减少络合物和水分子之间的碰撞,从而减少因碰撞而导致体系的能量损失。
因此,体系的荧光量子产率提高,体系的荧光强度明显增强。
论文的第四章研究了铽纳米颗粒的制备、光谱性质和蛋白质对其荧光的增强效应及其分析应用。
利用单宁酸做还原剂,首次将金属铽从它的硝酸盐中还原出来,制成金属铽纳米颗粒。
以巯基丙酸做修饰剂,修饰铽纳米颗粒,并与蛋白质结合。
比较修饰、结合蛋白质前后纳米颗粒的光学性质的变化。
研究表明,通过还原剂的不同用量可以控制生成的铽纳米颗粒的大小,随着还原剂单宁酸用量的逐渐增加,生成的铽纳米颗粒直径不断减小。
各种粒径的铽纳米颗粒都在275nm处有最大吸收,且随着铽纳米颗粒直径的增大,吸收峰的位置没有明显变化而吸收峰的强度逐渐增强。
研究指出,铽纳米颗粒能够发射紫外荧光,其激发和发射峰分别位于256nm和388nm左右;且随着纳米颗粒变小,荧光强度逐渐变弱,但发射峰位置没有变化。
以巯基丙酸做修饰剂,修饰铽纳米颗粒,可与蛋白质结合,且结合后体系的荧光强度明显增强,并伴随发射峰位置兰移。
同时,研究了影响体系荧光强度的各种影响因素。
在最佳实验条件下(即20nm铽纳米颗粒,pH6.8的磷酸盐缓冲溶液,CTAB浓度为5.0×10~(-5)mol/L时),体系荧光强度的增加与蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系,BSA、HRP、P450、OMP以及NSE的线性范围分别为8.0×10~(-8)-1.0×10~(-5)g/ml、 3.0×10~(-8)-8.0×10~(-5)g/ml、5.0×10~(-8)-1.2×10~(-5)g/ml、3.0×10~(-8)-9.0×10~(-5)g/ml和4.0×10~(-8)-1.1×10~(-5)g/ml。
它们的检出限分别为 3.4×10~(-8)g/ml、2.1×10~(-8)g/ml、1.9×10~(-8)g/ml、8.9×10~(-9)g/ml和1.1×10~(-8)g/ml。
可见该方法有较高的灵敏度和较宽的线性范围。
该方法已用于实际样品分析,结果令人满意。
本文还以BSA蛋白质铽纳米荧光体系为代表,研究了蛋白质与铽纳米颗粒间的相互作用,并探讨了蛋白质增强铽纳米荧光荧光强度的机理。
研究认为,铽纳米颗粒通过巯基丙酸与蛋白质结合,并发生了能量转移,即BSA将吸收的能量通过分子间能量转移的形式传递给铽,从而使铽的特征荧光强度增强。
CTAB的加入使体系的荧光强度增强,一方面是由于CTAB也能将能量传递给铽纳米荧光体系,使得Tb-mercaptopropionic acid-BSA体系荧光增强;另一方面,CTAB和蛋白质为体系所提供的疏水环境能够减少络合物和水分子之间的碰撞,从而减少因碰撞而导致体系的能量损失。
因此,体系的荧光量子产率提高和荧光强度明显增强。
论文的第五章研究了金属纳米粒子与蛋白质间的荧光增强作用。
将前期工作中新发现的金纳米颗粒近红外荧光特性以及新纳米材料金属铕纳米颗粒的荧光性质与金属纳米粒子表面荧光增强效应结合起来,研究金属纳米颗粒与蛋白质间的荧光增强效应,为建立样品用量少而灵敏的蛋白质荧光分析方法奠定了基础。
本文将金属(金、铕)纳米颗粒及其标记物固定在石英玻璃表面上,不仅研究了金属纳米岛膜表面对蛋白质荧光的增强作用,而且研究了蛋白质对金属纳米岛膜荧光的增强作用。
研究表明,P450能够明显增强金纳米岛膜的紫外荧光(λex=230nm,λem=400nm)和近红外荧光(λex=538nm,λem=811.2nm);而胶原蛋白隔离的金纳米岛膜对BSA的荧光有大的增强作用。
与金纳米岛膜相比,铕纳米岛膜表面的增强作用较差。
由于固体支架的准确固定、石英片的材质和厚度的均匀成度等因素都对金属纳米岛膜定量分析的准确度产生影响,所以,该方法还存在实验操作中的具体问题,有待于进一步研究。
机理研究表明,首先,蛋白质与金纳米颗粒结合后可以提供较强的疏水微环境,从而使体系荧光强度增强。
另外,在金岛膜的作用下,BSA中酪氨酸残基的荧光得到了明显的增强,并且已经超过了色氨酸残基的同步荧光强度。