基于QCM技術(shù)對功能化多壁碳納米管與蛋白質(zhì)相互作用的動力學(xué)研究.pdf

1、納米材料因獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，吸引了眾多學(xué)者的研究興趣，其中納米材料作為藥物載體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究正在迅速形成研究者們關(guān)注的焦點。碳納米管（CNT）因其在生物學(xué)及醫(yī)藥領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而廣泛受到人們的關(guān)注。碳納米管被注射到動物體內(nèi)后，可以通過血液循環(huán)進入器官和細胞，與蛋白質(zhì)或DNA分子結(jié)合。這些性質(zhì)使生物相容性好的CNT可能成為分子探針、藥物載體、成像試劑、DNA調(diào)節(jié)劑等醫(yī)學(xué)材料。碳納米管的生物活性可通過表面官能團修飾、使用表面活性劑或鏈

2、接生物大分子等方法得到改善。而將小分子化合物修飾到CNT表面是改善功能化碳納米管的生物活性及其生物相容性的有效手段。 本文利用QCM技術(shù)研究了三種多壁碳納米管與五種物理化學(xué)性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)的結(jié)合情況，并重點研究靜電作用和疏水作用對功能化多壁碳納米管（MWNT）與蛋白質(zhì)間相互作用的影響，旨在建立一個實時研究納米材料與生物大分子相互作用的的平臺。首先，利用QCM技術(shù)測定MWNT-COOH與五種重要蛋白質(zhì)間的動力學(xué)常數(shù)；其次探討了靜電

3、作用和疏水作用對MWNT-COOH與蛋白質(zhì)相互作用的影響；最后測定了血紅蛋白與三種MWNT的結(jié)合量及結(jié)合速率。 通過研究發(fā)現(xiàn)五種物理化學(xué)性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)與MWNT-COOH的結(jié)合是不可逆的；靜電作用可使MWNT-COOH與蛋白質(zhì)的相互作用減弱：疏水作用增強會增強MWNT-COOH與蛋白質(zhì)的相互作用；三種不同表面修飾的MWNT對Hb的結(jié)合量大小順序為MWNT-Tyr>MWNT-iBA>MWNT-COOH。 論文得到如下結(jié)論

4、： 1．五種物理化學(xué)性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)可以與羧基化多壁碳納米管表面發(fā)生不可逆結(jié)合。 2．石英晶體微量天平技術(shù)作為一種動力學(xué)研究手段，不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測多壁碳納米管與蛋白質(zhì)之間的相互作用過程，并且可以給出其反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)，如結(jié)合常數(shù)，解離速率等。 3．石英晶體微量天平技術(shù)可以直觀的表征出多壁碳納米管與蛋白質(zhì)的不可逆結(jié)合受靜電作用和疏水作用等物理性質(zhì)的影響。 本文首次將石英晶體微量天平技術(shù)用于表面功能化修飾的多壁