蛋白质控制合成的铜纳米簇用于模拟酶研究

发布时间：2018-02-04 07:52

  本文关键词： 铜纳米团簇 抗氧化 模拟酶 检测　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近半个世纪以来,金属纳米粒子的研究、开发和应用日益盛行,金属纳米团簇作为一种特殊的金属纳米粒子已经得到了广泛的关注。铜纳米簇是继金银纳米簇之后新近出现的一种合成成本低廉,性质稳定的粒子。铜纳米簇凭借其独特的表面活性及生物相容性,在传感、生物成像方面起到举足轻重的作用。之前的研究主要集中于铜纳米簇的稳定性及pH响应性等,并没有过多的关于铜纳米簇抗氧化或作为人工模拟酶的报道。本文中我们利用牛血清白蛋白(BSA)和鸡蛋清蛋白(CEW)作为稳定剂,简便绿色地合成了三种铜纳米簇BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs,其中BSA-Cu NPs 2合成过程中加入了水合肼(N2H4·2H2O)作为强还原剂。经过紫外-可见分光光谱,荧光光谱,傅里叶变换红外光谱及马尔文粒径仪的表征,我们发现合成的铜纳米簇粒径适中,分散性较好,性质稳定;BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs结构中,蛋白质二级结构主要为β折叠。对BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs进行的体外抗氧化实验表明,三种铜纳米簇对羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O2·-)、DPPH自由基、ABTS自由基的清除能力均在30%以上,可以作为三种不错的体外抗氧化剂。进一步的过氧化物酶活性表征发现,三种铜纳米簇具有较好的过氧化氢酶活性和辣根过氧化物酶活性;其中辣根过氧化物酶活性定性时发现,在H_2O_2存在的情况下,BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs分别可以让四种显色底物ABTS、DAB、OPD、TMB变为绿色,棕色,橙色和蓝色,并对应在410 nm,446 nm,430 nm,652 nm处出现紫外-可见特征吸收峰。对BSA-Cu NPs 1,BSACu NPs 2,CEW-Cu NPs的动力学反应条件优化后确认,BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs2的最适反应pH值为5,最佳反应温度为55℃,而CEW-Cu NPs的最适反应pH值为4,最佳反应温度为75℃。在标准反应条件下进行动力学参数检测,实验结果表明,三种纳米簇的催化反应初始速率与底物TMB、H_2O_2浓度之间存在依赖关系,BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs都是米氏酶,遵循米氏酶反应规律;而其催化反应机理与天然HRP相同,为乒乓机制,催化过程中都是优先与第一底物结合,再与第二底物反应,反应之前释放第一产物;三种模拟酶活性相差不多,BSA-Cu NPs 2催化活性稍高。利用BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs的辣根过氧化物酶活性,成功构建了葡萄糖检测实验体系,体系灵敏度和准确度较高,葡萄糖浓度响应范围至少为1-15 m M,BSA-Cu NPs 2的葡萄糖浓度响应范围可以达到40m M。总之,成功制备了三种铜纳米簇:BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs,粒度均一,生物相容性较好。三种铜纳米簇不仅可以被用为抗氧化剂,更是很好的过氧化物模拟酶,尤其是具有很强的辣根过氧化物酶活性。另外,其辣根过氧化物酶活性可以被用于灵敏的检测传感体系。BSA-Cu NPs 1,BSA-Cu NPs 2,CEW-Cu NPs的以上独有性质,必将为新型纳米酶的开发奠定基础,也定会扩大人工模拟酶的应用领域,使其在未来的生物学界可以被广泛应用。
[Abstract]:In the last half century , the research , development and application of metal nanoparticles have become more and more popular . As a special kind of metal nanoparticles , the nano - cluster of Cu is a kind of special kind of particles with low synthesis cost and stable property . The results showed that the optimum reaction temperature was 55 鈩，

本文编号：1489742