骨形态发生蛋白与纳米银颗粒的相互作用及其应用研究

【摘要】骨形态发生蛋白-2因其在骨修复领域的优良性能,研究者对其载体材料、给药释药体系、作用机理进行了大量的研究。贵金属纳米材料的等离子体共振效应及其相关技术是近年来的热门研究方向,应用于生物大分子检测、免疫反应研究,成为研究生物大分子或与生物大分子作用的小分子的一种十分有用的技术。本论文主要是对银纳米球/BMP-2体系和银纳米立方体/BMP-2体系中纳米颗粒与BMP-2的相互作用机理进行研究,并初步研究了基于银纳米球的LSPR传感器和基于银纳米球或银纳米立方体的荧光增强基底。本论文主要研究内容如下。制备了平均粒径50～60nm的银纳米球和100～120nm的银纳米立方体,并研究了这两种纳米颗粒与BMP-2的相互作用。粒径分析和Zeta电位结果表明,在水相体系中银纳米球比银纳米立方体更容易与BMP-2结合,在一定浓度范围内分散相都处于稳定状态。紫外吸收光谱结果表明,银纳米球或银纳米立方体与BMP-2结合后都对颗粒的等离子体共振产生阻碍,导致峰强的减弱,银纳米球与BMP-2结合时,自由电子向BMP-2发生转移,银纳米球表面的电子密度发生变化,表面介电环境的变化引起了等离子体共振吸收峰的红移。荧光光谱结果表明,银纳米球和银纳米立方体都使BMP-2的荧光强度得到了增强,最大增强倍数分别为1.5和2.8倍。表观结合常数的结果也表明,银纳米球比银纳米立方更容易与BMP-2结合。圆二色光谱结果表明,银纳米球与BMP-2的结合使BMP-2蛋白质链的疏水结构含量变少、亲水结构变多；银纳米立方与BMP-2由于Ag-S键结合使折叠链段的含量出现变化。综合各种现象认为,银纳米球与BMP-2之间的结合是静电作用和Ag-S键的共同作用的结果,静电作用占较大比例；银纳米立方体与BMP-2之间的结合则是Ag-S键的作用所占比例较大。制备了一种基于银纳米球/BMP-2体系的LSPR传感器,用于检测体系中BMP-2的浓度。这种浓度传感器可以间接地通过等离子共振吸收峰的位移来计算体系中BMP-2的浓度。在紫外光谱的波长精度在0.2nm时,这种浓度传感器的浓度精度可达到0.1ug/mL制备了基于自组装银纳米球和银纳米立方体的BMP-2荧光增强基底。BMP-2直接滴涂在金属层表面,自组装银纳米球基底对BMP-2的增强倍数约为1.2倍,自组装银纳米立方体对BMP-2的增强倍数约为3倍。
【作者】刘念；
【导师】易国斌；
【作者基本信息】广东工业大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】骨形态发生蛋白-2；银纳米球；银纳米立方体；相互作用；等离子体共振吸收；等离子体荧光增强；

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