基于二硫键氧化还原反应策略构建仿生纳米通道及传输性能的研究
发布时间：2021-07-12 03:35
生命体内的细胞受到刺激后,通过门控机制,能够实现细胞内的物质代谢、信号传递和能量转换的功能。生物膜由磷脂双分子构成,镶嵌在其中的跨膜蛋白与生物膜共同构成生物体通道,这一类纳米孔级别的蛋白通道称为生物传感器。仿生的生物纳米通道需要镶嵌在磷脂双分子层中,由于其物理化学性质不稳定以及容易破损,限制了它在体外的应用研究。因此,使用人工合成的有机膜进行纳米通道的仿生研究应运而生。近几年来,人工仿生纳米通道因具有稳定的物理化学性质、易进行通道表面化学修饰以及形状大小容易调控等特点而被广泛研究。在已见报道的研究中,研究者构建了具有不同离子或分子响应功能的纳米通道,及用于小分子的检测、传输以及分离的纳米通道。目前通常采用的修饰方法是化学修饰或自组装修饰法。然而,化学共价修饰的纳米通道往往存在难以实现可逆循环利用的问题,而自组装修饰的纳米通道存在稳定性较差的问题。如何解决稳定性与可逆循环以及实现小分子物质的可控释放,是一项有科学意义的任务。在实现小分子控制可控的基础上,又将如何实现生物大分子的传输分离。本论文将围绕以上的科学问题,开展了以下的三个研究工作:（1）还原型谷胱甘肽（GSH-）是细胞内的清除自...
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ）磷脂双分子层中的蛋白通道；（ｂ）单离子门控与双离子门控的机制
大概分为三类，生物材料，无机材料以及有机材料。??ａ?，?一―－二?：?、ｂ?，?、??；?丄?．?？?■?Ｕｎｌａｂｅｌｅｄ?Ｌａｂｅｌｅｄ?Ｌａｂｅｌｅｄ??Ｓｉｎｇｌｅ?Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?｜?！?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?ａｔ?ｔｈｅ?ｔｏｐ?！??Ｉ?；｜?ｙ?Ｖ?Ｙ｜??＼?ｌ?Ｌｉｐｉｄ?ｂ＊ｔｏｙｅ？?丨?丨?卞，—．．产?，广?＾?广?了＾?―广－ｊ??ｉ?■?■?Ｍ?Ｕ」ｉ??＼?Ｖ：?＾?Ｊ?Ｋ＜ｚ．?Ｊ??图１．２（ａ）用于ＤＮＡ检测的生物材料通道；（ｂ）用于多肽检测的生物材料通道。??生物材料通道通常是一类将蛋白质组装镶嵌至磷脂双分子层上的纳米通道。其??中，最常见的就是镶嵌ａ－溶血素（ｃｔ－ｈｅｍｏｌｙｓｉｎ，ｏｔ－ＨＬ）的纳米通道（图１．２ａ），?ｃｔ－ＨＬ??通道形成了连接两侧电解质的单纳米通道，用于对ＤＮＡ的检测ｔ２＇这一类通道通??常使用的检测方式为膜片钳技术，通过离子脉冲电流的变化情况，来检测单一?ＤＮＡ??分子通过离子通道的行为这种技术基于纳米孔的单分子分析具有高分辨率，??高通量，原位检测以及无需标记等特征，满足了测试生物环境中的单个分子的动态??及随机行为的要求［３１］。与ＤＮＡ相比，蛋白质同样可以通过这种生物通道来进行检??测［３２－３５］（图１．２ｂ）。但是由于生物纳米通道容易受到外界环境的影响，比如，溶液的??２??
－ＣＯＯＨ??ｉ）?“?ｆ??？?ｗ＊＊＇?＾?３０?ｎｍ?ｐｏｒｅ?ｍ?ａ?７０?ｘ?７０?ｐｍ７?ｍｅｍｂｒａｎ＾＾＾＾＾＾??一秦，??３４〇－ｎｍ－ｔｎ？ｃｋ?＆????４００－ｎｒｒ－ｔｔｉｉｃＫ?ＳＩＯｊ????Ｓ２Ｓ－ｐｍ－ｔｈ？ｃＫ?Ｓｉ?ｗａｔｅｒ??ｄ，?、、＇．?ｅ?，，???、、、．??！?３００ＫＶＴＥＭ?＼?？?＼??Ｉ?ｏｔｅｃｔｒｏｎ?ｂｓａｍ?ｉ?｜??——?Ｎ?ｔｖ??！?ｗ?Ｗ＼Ｓｉ????ｗ??图１．３（ａ）阳极氧化法制备氧化铝膜；（ｂ）化学刻蚀的玻璃基底膜；（ｃ）离子束技术亥Ｉｊ蚀法制备无??机膜：（ｄ）电子束技术刻蚀制备无机膜；（ｅ）石墨烯制备的纳米通道。??无机材料通道是由氧化铝，玻璃，氮化硅，二氧化硅及石墨烯等无机材料通过??物理或化学的方式加工形成的不同形状及大小的纳米通道１３６４２１。氧化铝膜的制备方??法为阳极氧化法，在研宄中的氧化铝膜一般为直形纳米通道Ｐ４５１，除此以外，如图??１．３ａ所示，江雷课题组提出了双面分别阳极氧化的方法制备的沙漏形氧化铝通道，??在两侧分别修饰不同的分子，形成了光敏的纳米通道［４６］。玻璃材质膜是首先通过将??电化学刻蚀的金属钿密封到玻璃毛细管中所制备的，然后对玻璃底部抛光，在超声??浴状态下使用５?Ｖ振幅交变电压于等化钙溶液中回蚀金属拍，形成了锥形的纳米通??道（图１．３以４７＾。氮化桂，二氧化硅与石墨烯膜通常使用电子束光刻技术或者离子??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fluorescent Supramolecular Polymersomes Based on Pillararene/Paraquat Molecular Recognition for pH-controlled Drug Release[J]. Run Zhao,Yu-Juan Zhou,Ke-Cheng Jie,Jie Yang,Sébastien Perrier,Fei-He Huang. Chinese Journal of Polymer Science. 2020(01)
[2]人工仿生纳米通道构建及应用研究进展[J]. 孙耀. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[3]基于仿生智能纳米孔道的先进能源转换体系[J]. 郭维,江雷. 中国科学:化学. 2011(08)
本文编号：3279116
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ）磷脂双分子层中的蛋白通道；（ｂ）单离子门控与双离子门控的机制
大概分为三类，生物材料，无机材料以及有机材料。??ａ?，?一―－二?：?、ｂ?，?、??；?丄?．?？?■?Ｕｎｌａｂｅｌｅｄ?Ｌａｂｅｌｅｄ?Ｌａｂｅｌｅｄ??Ｓｉｎｇｌｅ?Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?｜?！?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?ａｔ?ｔｈｅ?ｔｏｐ?！??Ｉ?；｜?ｙ?Ｖ?Ｙ｜??＼?ｌ?Ｌｉｐｉｄ?ｂ＊ｔｏｙｅ？?丨?丨?卞，—．．产?，广?＾?广?了＾?―广－ｊ??ｉ?■?■?Ｍ?Ｕ」ｉ??＼?Ｖ：?＾?Ｊ?Ｋ＜ｚ．?Ｊ??图１．２（ａ）用于ＤＮＡ检测的生物材料通道；（ｂ）用于多肽检测的生物材料通道。??生物材料通道通常是一类将蛋白质组装镶嵌至磷脂双分子层上的纳米通道。其??中，最常见的就是镶嵌ａ－溶血素（ｃｔ－ｈｅｍｏｌｙｓｉｎ，ｏｔ－ＨＬ）的纳米通道（图１．２ａ），?ｃｔ－ＨＬ??通道形成了连接两侧电解质的单纳米通道，用于对ＤＮＡ的检测ｔ２＇这一类通道通??常使用的检测方式为膜片钳技术，通过离子脉冲电流的变化情况，来检测单一?ＤＮＡ??分子通过离子通道的行为这种技术基于纳米孔的单分子分析具有高分辨率，??高通量，原位检测以及无需标记等特征，满足了测试生物环境中的单个分子的动态??及随机行为的要求［３１］。与ＤＮＡ相比，蛋白质同样可以通过这种生物通道来进行检??测［３２－３５］（图１．２ｂ）。但是由于生物纳米通道容易受到外界环境的影响，比如，溶液的??２??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Fluorescent Supramolecular Polymersomes Based on Pillararene/Paraquat Molecular Recognition for pH-controlled Drug Release[J]. Run Zhao,Yu-Juan Zhou,Ke-Cheng Jie,Jie Yang,Sébastien Perrier,Fei-He Huang. Chinese Journal of Polymer Science. 2020(01)
[2]人工仿生纳米通道构建及应用研究进展[J]. 孙耀. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[3]基于仿生智能纳米孔道的先进能源转换体系[J]. 郭维,江雷. 中国科学:化学. 2011(08)
本文编号：3279116
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