熒光和催化性納米金簇的合成及其應(yīng)用研究.pdf

1、貴金屬納米簇尤其金納米簇(AuNCs)具有優(yōu)良的尺寸效應(yīng)、熒光特性、綠色無毒、電學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，以及最近被發(fā)現(xiàn)的過氧化物酶活性等,已成為當今材料學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)研究熱點，并被廣泛應(yīng)用于生物標記、酶催化、以及重金屬離子與生物小分子傳感檢測等領(lǐng)域。
　　本文一方面以氯化血紅素(Hemin)及脫輔基的血紅蛋白(apoHb)為還原劑和穩(wěn)定劑合成AuNCs，分別制得Hemin-AuNCs和AuNCs@apoHb兩種納米復(fù)合材料，進而深入研究了

2、產(chǎn)物的過氧化物酶活性和熒光特性，并分別成功地用于基于酶催化的高靈敏H2O2電化學(xué)檢測和基于熒光猝滅機制的高選擇性銅離子分析；另一方面，通過模擬自然蛋白酶途徑，引入變性的牛血清白蛋白(dBSA)和apoHb兩種蛋白質(zhì)，用以分別結(jié)合Hemin-AuNCs，制備了Hemin-AuNCs@dBSA和Hemin-AuNCs@apoHb兩種新型模擬酶，并對其過氧化物酶活性進行了系統(tǒng)的研究。
　　(1)一方面以氯化血紅素為還原劑和穩(wěn)定劑合成了H

3、emin-AuNCs，另一方面引入dBSA原位合成了蛋白質(zhì)外殼包裹的、高催化活性的Hemin-AuNCs@dBSA模擬酶；進而研究了Hemin-AuNCs@dBSA模擬酶的過氧化物酶活性，并將之與常見Hemin及其與金納米顆粒復(fù)合物(Hemin-AuNPs)進行比較；同時，通過穩(wěn)態(tài)動力學(xué)實驗測定了Hemin-AuNCs@dBSA的米氏常數(shù)，證明合成的Hemin-AuNCs@dBSA模擬酶催化活性不僅明顯高于Hemin和Hemin-AuN

4、Ps，而且其對反應(yīng)底物的親和性也得到了明顯的提高；最后利用循環(huán)伏安法、線性掃描法、時間-電流曲線等電化學(xué)方法研究了Hemin-AuNCs@dBSA模擬酶對H2O2的電催化活性及其高靈敏的檢測，得到檢測范圍為0.2μM-2.2 mM，檢測限為0.1μM。
　　(2)第三章中，利用血紅蛋白在酸性條件下其輔基血紅素與蛋白質(zhì)的作用力較弱的特性，在pH2.0時對血紅蛋白進行脫輔基處理,得到脫輔基的血紅蛋白(apo Hb)，進而將上一章合成的

5、Hemin-AuNCs與apoHb在pH9.0-10.0范圍內(nèi)進行了重組，然后對重組后的Hemin-AuNCs@apoHb模擬酶的酶活性及其穩(wěn)定性進行了考察，分別研究了不同pH、溫度下酶的活性大小以及重組模擬酶的穩(wěn)定性，并將之與天然血紅蛋白和Hemin-AuNCs進行了比較；另一方面，通過穩(wěn)態(tài)動力學(xué)實驗考察了對其對底物的親和性以及其催化機理，證明了重組后的Hemin-AuNCs@apoHb模擬酶的催化活性明顯高于天然Hb和Hemin-A

6、uNCs，同時重組裝的模擬酶的穩(wěn)定性也較好，對酶底物H2O2和TMB的親和性均有很大提高，并由雙倒數(shù)曲線測算可知重組后的Hemin-AuNCs@apoHb與底物的反應(yīng)機制類似于辣根過氧化物酶(HRP),也屬于乒乓反應(yīng)機制。
　　(3)第四章中，以脫輔基的血紅蛋白外殼apoHb為模板和穩(wěn)定劑合成了高穩(wěn)定性的熒光金納米簇(apoHb-AuNCs)，發(fā)現(xiàn)其最大發(fā)射波長為604 nm，進而對其進行了透射電鏡TEM和紫外可見光譜表征，結(jié)果表