不同性质的金纳米颗粒系列吸附蛋白质的初步研究

发布时间：2018-06-27 22:33

本文选题：金纳米颗粒 + 表面化学　；参考：《山东大学》2015年硕士论文

【摘要】：近年来,随着纳米材料和纳米科技的迅速发展,其在新能源材料、环境保护及生物医药(如纳米载药和生物成像)等领域的应用取得了突破性进展。纳米材料的广泛应用,使得环境中的纳米材料会以不同的方式暴露给人类,如呼吸暴露、皮肤暴露、口服暴露、注射暴露等多种暴露方式,其生物安全性也日益受到人们的关注。因此,了解纳米材料与生物系统的相互作用是纳米材料安全性应用的关键。纳米材料的特殊性质使得其一旦进入生物体,便快速的穿透细胞膜,与生物体内的蛋白质、核酸等生物大分子相互作用。纳米材料与蛋白质的相互作用可能导致蛋白质的结构和功能发生变化,进而影响其动力学特性和生物活性。因此,研究纳米材料与蛋白质的相互作用是纳米材料在生物医药领域应用的前提和重要基础。近几年研究发现,纳米材料与蛋白质的相互作用与其组成、粒径、形状、表面化学修饰均有关系。其中,纳米材料表面化学基团的带电性、亲疏水性、H键、π键以及空间拓扑结构等性质,均会影响纳米颗粒与蛋白质之间的相互作用。但由于文献中选用的纳米材料的研究模型不同,且纳米颗粒表面化学基团多样化,无法对纳米材料-蛋白质相互作用进行比较,研究结果缺乏可比性和系统性,尤其是缺乏纳米材料的某种特定理化性质在发生连续变化时其与蛋白质相互作用的研究。为了阐明纳米材料的表面性质与蛋白相互作用的关系。本工作主要从两个方面进行了研究。第一部分,建立一个表面氢键连续变化的金纳米颗粒系列。选择适当的小分子配位体,通过金硫键共价反应,制备表面氢键连续性变化的金纳米颗粒系列,每种金纳米颗粒的粒径大小相同且只有一种化学性质呈连续变化趋势,而其他性质保持相对稳定；通过TEM、DLS、Zeta电位对金纳米系列进行分析表征,并通过碘切LC-MS进行纳米材料表面配体密度定量。第二部分,利用实验室制备的一个五种表面性质(电荷,亲疏水性,π键,氢键,空间拓扑结构)连续变化的金纳米颗粒系列与牛血清蛋白相互作用,利用Bradford法对吸附蛋白进行定量,并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS),研究了不同表面性质及不同粒径对金纳米颗粒吸附蛋白种类和数量的影响。研究结果表明,纳米材料表面电荷可以影响纳米颗粒吸附蛋白的量,表面带负电的纳米材料吸附蛋白的量大于带正电的纳米材料大于中性的纳米材料。疏水性的纳米材料比亲水的吸附蛋白的量多。氢键给体增多吸附蛋白的量减少。π键和空间拓扑结构对蛋白吸附量没有特定规律。不同表面修饰的金纳米颗粒对于吸附蛋白的种类也有一定的选择性。粒径不同的纳米材料吸附蛋白的量主要受纳米材料表面积和表面曲率的影响。在质量相等的条件下,粒径小的纳米材料吸附蛋白质的量更多；在表面积相等的条件下,粒径小的纳米材料吸附蛋白质的量也相对较多一些,但不是特别明显。本工作初步得出了纳米材料的不同表面化学对其吸附蛋白质的量的影响,为通过调控纳米材料表面性质改变纳米材料在生物体内的命运提供了一定的理论指导。
[Abstract]:In recent years , with the rapid development of nano - materials and nanotechnology , the application of nano - materials in the fields of new energy materials , environmental protection and biological medicine ( such as nano - drug loading and biological imaging ) has made breakthrough progress .
The effects of different surface properties and different particle sizes on the species and quantity of adsorbed protein in gold nanoparticles were studied by means of SDS - PAGE and high performance liquid chromatography - mass spectrometry ( LC - MS / MS ) .
Under the condition of equal surface area , the amount of adsorbed protein of nano - material with small particle size is relatively more , but it is not particularly obvious . This work preliminarily obtains the influence of different surface chemistry of nano - material on the amount of adsorbed protein , and provides some theoretical guidance for regulating the surface property of nano - material to change the fate of nano - material in organism .
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1

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