絲素蛋白-金納米粒子復(fù)合體系的穩(wěn)定性及組裝行為研究.pdf

1、金納米粒子(Au NPs)由于具有特殊的物理和化學特性而在光電子學、生物傳感器、藥物輸送、信息儲存、工業(yè)催化、生物標記、分子識別和醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。最簡單常用的制備金納米粒子的方法是檸檬酸鈉還原含金的鹽溶液，然而，該法制備的金納米粒子在酸性條件或者高離子強度環(huán)境中由于粒子表面電荷的改變易發(fā)生聚集。在生理環(huán)境中保持穩(wěn)定并兼具生物相容性是金納米粒子應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域的前提條件。獲得穩(wěn)定性較好的金納米粒子的有效方法之一就是在制備時

2、加入一些修飾劑對其表面進行修飾，然而這些修飾方法仍存在一些缺點。家蠶腺體分泌的絲素蛋白具有良好的生物相容性、生物可降解性和無毒性等特點，已被廣泛應(yīng)用于生物和醫(yī)藥領(lǐng)域。因此本文以絲素蛋白作為金納米粒子的穩(wěn)定劑，采用直接復(fù)合的方法制備絲素蛋白-金納米粒子直接復(fù)合體系(SF-Au NPs)，并研究了該復(fù)合體系在不同pH值以及不同金屬離子強度的緩沖溶液中的穩(wěn)定性。然后以絲素蛋白原位還原氯金酸制得絲素蛋白-金納米粒子原位復(fù)合體系，根據(jù)溶液顏色變化

3、以及紫外吸收峰的改變，初步探討了外源性因素對絲素蛋白-金納米粒子原位復(fù)合體系穩(wěn)定性的影響。
　　本文首先研究了pH對絲素蛋白-金納米粒子直接復(fù)合體系穩(wěn)定性的影響，應(yīng)用紫外-可見光光譜(UV-Vis)、透射電子顯微鏡(TEM)和紅外光譜(FTIR)等測試方法對SF-Au NPs體系進行了表征。結(jié)果表明:SF-Au NPs在pH為3-11的三羥甲基氨基甲烷-2-（N-嗎啉代）乙烷磺酸(Tris-MES)及磷酸鹽(KH2PO4-K2HP

4、O4)緩沖溶液中均可穩(wěn)定存在。以檸檬酸鈉和牛血清白蛋白穩(wěn)定的金納米粒子作為對照，結(jié)果表明SF-Au NPs的穩(wěn)定性可能與金納米粒子和絲素蛋白之間的靜電作用以及絲素蛋白無規(guī)線團大分子鏈空間阻隔效應(yīng)有關(guān)，且空間阻隔效應(yīng)可能發(fā)揮了更大的作用。
　　其次，研究了金屬離子種類和濃度對絲素蛋白-金納米粒子直接復(fù)合體系穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:SF-Au NPs在50-1000 mM的NaCl/KCl溶液、12.5-125mM的MgCl2/CaC

5、l2溶液以及模擬體液中均具有良好的穩(wěn)定性，金屬離子緩沖液的加入并沒有導致體系中金納米粒子的沉積。與檸檬酸鈉和牛血清白蛋白穩(wěn)定的金納米粒子相比，絲素蛋白穩(wěn)定的金納米粒子在更廣生理環(huán)境中具有良好的穩(wěn)定性，其穩(wěn)定機理主要與絲素蛋白無規(guī)線團大分子鏈空間阻隔效應(yīng)有關(guān)。同時，本文還測試了SF-Au NPs體系的冷凍干燥再溶解性能，通過標準MTT比色法對其細胞毒性進行了評估。結(jié)果表明:SF-AuNPs體系凍干后再溶解性及分散性良好，絲素蛋白固有的生物

6、相容性提高了SF-Au NPs的細胞相容性。
　　最后，利用絲素蛋白中的酪氨酸原位還原氯金酸的方法，成功制得絲素蛋白原位復(fù)合金納米粒子體系，并初步探討了pH值和金屬離子(Na+、K+、Mg2+和Ca2+)對原位復(fù)合體系穩(wěn)定性的影響。研究表明在酸性條件下，絲素蛋白原位復(fù)合金納米粒子體系中金納米粒子的紫外吸收峰會發(fā)生紅移，可能是由于絲素蛋白發(fā)生無規(guī)線團向β-折疊構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，而中性和堿性條件下絲素蛋白的構(gòu)象基本不發(fā)生轉(zhuǎn)變。金屬離子亦對原