二硫化钼与DNA、酶结合作用的研究

发布时间：2021-03-20 09:56

近年来,二硫化钼(MoS_2)纳米片由于其独特的光电性能,在催化、储能、生物传感、生物医疗等应用领域受到广泛关注,但关于其在生物分子方面的生物相容性研究相对较少。本文从MoS_2纳米片与DNA和葡萄糖氧化酶(GOx)两种生物分子的相互作用入手,通过调控静电作用,来分析MoS_2纳米片与生物分子的结合特性及其对生物分子的影响。具体工作如下:探究MoS_2纳米片与RhB和FAM两种荧光染料的猝灭机理差异,发现MoS_2纳米片与水溶性RhB的猝灭过程为静态猝灭,与油溶性FAM的猝灭过程为动态猝灭为主的混合猝灭过程。通过实验证明,MoS_2纳米片主要通过静电吸附与荧光染料结合发生能量转移,来发挥其良好的猝灭性能;通过调控离子浓度、离子强度、温度等因素,观察了MoS_2纳米片与DNA的结合特性。进一步证实静电作用对MoS_2纳米片与DNA结合过程的影响。研究MoS_2纳米片的类过氧化物酶性能,测得其对于TMB和H2O2两种底物的Km值分别为0.2174 mmol/L和4.569 mmol/L。利用酶结构上-COOH与四乙基五胺(TEPA)发生酰胺化反应,对葡萄糖氧化酶(GOx)进行阳离子化改性。由于MoS_2纳米片与酶的静电作用,使得其与改性GOx的吸附量提高了32%。通过酶活实验探究了结合作用对酶结构的影响,结果表明MoS_2纳米片对天然酶活性有较强的破坏,改性能够改善MoS_2纳米片对酶活性的损伤,且MoS_2纳米片与改性GOx之间存在协同效应。上述研究为进一步理解MoS_2纳米片的生物作用机制奠定了基础,对其应用开发具有重要的指导价值。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O614.612

文章目录

摘要

Abstract

缩略语表

第一章绪论

1.1 过渡金属二硫化物的简介

1.2 MoS2的结构与性质

1.2.1 MoS2的基本理化性质

1.2.2 二维MoS2纳米片的性质

1.3 MoS2纳米片的制备方法

1.3.1“由上至下”的制备方法

1.3.2“由下至上”的制备方法

1.4 MoS2的主要应用

1.4.1 润滑剂

1.4.2 催化析氢

1.4.3 储能设备

1.4.4 生物传感器

1.4.5 生物医学

1.5 论文研究思路及意义

第二章 MoS2与DNA结合过程的研究

2.1 前言

2.2 试剂与仪器

2.2.1 试剂

2.2.2 主要仪器

2.3 实验方法

2.3.1 MoS2纳米片的合成

2.3.2 MoS2猝灭RhB荧光染料实验

2.3.3 MoS2猝灭FAM荧光染料的实验

2.3.4 荧光寿命实验

2.3.5 MoS2与DNA的结合动力学实验

2.3.6 荧光法检测核酸序列片段

2.4 结果与讨论

2.4.1 MoS2纳米片的表征

2.4.2 MoS2纳米片猝灭荧光染料机理

2.4.3 MoS2与DNA的结合作用机理

2.5 本章小结

第三章 MoS2调控酶活性研究

3.1 前言

3.2 试剂与仪器

3.2.1 试剂

3.2.2 主要仪器

3.3 实验方法

3.3.1 MoS2的类过氧化物酶酶活性能测试

3.3.2 GOx酶的改性实验

3.3.3 改性酶的活性测试

3.3.4 酶与MoS2的结合活性实验

3.3.5 酶结构的表征

3.4 结果与讨论

3.4.1 MoS2的类过氧化物酶反应条件优化

3.4.2 MoS2的类过氧化物酶米氏常数的测定

3.4.3 酶的改性对其结构和活性的影响

3.4.4 不同电性酶与MoS2结合的复合酶性能

3.5 本章小结

第四章总结与展望

4.1 全文总结

4.2 MoS2纳米材料的生物效应及应用研究展望

参考文献

致谢

附录

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