去鐵鐵蛋白指導的離散納米結構可控組裝.pdf

1、納米尺度材料的可控組裝是納米技術研究方向之一,在基礎物理量子力學研究和功能納米器件構建方面的應用有著巨大潛力。蛋白質(zhì)納米材料因高度均質(zhì)、組裝可控、易于改造和大量制備等優(yōu)勢在納米生物學領域受到了科學家們越來越多的關注。
　　本研究構建重組原核表達載體pET32a-ferritin,以大腸桿菌Rosetta(DE3)為表達菌株,高效表達鐵蛋白(Ferritin,Fn),純化后去除鐵核部分得到去鐵鐵蛋白(apoferritin,Afn)

2、。以去鐵鐵蛋白為支架,同時利用其內(nèi)部空間和外表面結構,高效構建了去鐵鐵蛋白內(nèi)部合成金納米顆粒,表面交聯(lián)特定數(shù)目的CdSe/ZnS量子點(QDs)的三維離散納米結構。具體通過兩步實現(xiàn):1)用去鐵鐵蛋白作為納米生物反應器,采用納米粒子種子生長法合成納米金顆粒。去鐵鐵蛋白重鏈亞鐵氧化酶催化位點上的組氨酸殘基結合三價金離子,以該位點為成核起始位點,加入還原劑控制金離子被還原的進程。2)通過交聯(lián)劑EDC(1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二

3、亞胺)和NHS(羥基琥珀酰亞胺),將量子點與含有金納米顆粒的去鐵鐵蛋白交聯(lián)。此結構為定量研究納米粒子間的能量傳遞規(guī)律提供了理想模型,較本實驗室前期工作不同之處在于:去鐵鐵蛋白作為一種籠狀結構,可在其內(nèi)部合成金納米顆粒,較其他蛋白質(zhì)納米材料通過自組裝包裝納米顆粒更為穩(wěn)定;其二,選用去鐵鐵蛋白為支架,其蛋白殼厚度只有2 nm,可將納米粒子間的距離由之前的8 nm縮短到2 nm,可在更短距離范圍內(nèi)研究納米粒子間的能量傳遞規(guī)律。
　　研究

4、結果:1)去鐵鐵蛋白內(nèi)部合成的金納米顆粒,經(jīng)蔗糖密度梯度離心,分離純化出直徑均一的去鐵鐵蛋白-金納米顆粒(Afn(AuNPs));2)以此樣品交聯(lián)QDs,調(diào)節(jié)Afn(AuNPs)和QDs的摩爾比例,當Afn(AuNPs):QDs=1:1時,可得到一個去鐵鐵蛋白-金納米顆粒表面交聯(lián)一個QDs的組裝體,從而實現(xiàn)了對離散納米結構的可控組裝;3)交聯(lián)實驗組與對照組(對照組為與實驗組相同條件及相同濃度、比例時,Afn(AuNPs)與QDs的簡單混