去铁蛋白为模板和载体的纳米合成及其在生物分子检测中的应用研究

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近年来,以蛋白质为模板合成纳米材料引起了人们浓厚的研究兴趣。此方法合成的材料既具有纳米材料的特性,又具有蛋白质的生物相容性,在生物分子固定化、食品工业、生物传感等方面均展现出其优势。本论文以纳米去铁蛋白为模板,合成了纳米金属硫化物,并以去铁蛋白为生物载体,制备出葡萄糖氧化酶-生物素/链霉亲和素/生物素-去铁蛋白(Apo-GOx)酶纳米复合材料,成功用于低浓度的葡萄糖和凝血酶的检测。主要工作如下:
　　 1.对铁蛋白和去铁蛋白的结构与特性、纳米材料特性及其蛋白模板合成方法、酶固定方法及适配体生物传感技术进行简要综述,并在此基础上提出本论文的基本构思。
　　 2.以去铁蛋白为反应器,在水相中利用扩散法合成粒径大小一致、具有电化学性质的纳米金属硫化物。采用透射电子显微镜表征其粒度、形貌和结构,采用差分脉冲伏安(DPV)法对金属离子进行电化学检测,并分别计算出每个去铁蛋白空壳中锌离子和镉离子的平均容纳量。对装载金属硫化物的去铁蛋白纳米粒子进行表面醛基修饰,并采用消色品红分光光度法对醛基进行定量分析。醛基修饰后的装载金属硫化物的去铁蛋白纳米粒子可作为生物探针,在化学、生物、医药等方面可得到应用,装载多组分金属硫化物的去铁蛋白纳米粒子有望作为多信号生物标记探针用于生物分子检测。
　　 3.利用链霉亲和素与生物素之间的生物亲和作用,以链霉亲和素为链接分子,去铁蛋白为生物载体,合成葡萄糖氧化酶-生物素/链霉亲和素/生物素-去铁蛋白酶纳米复合材料(Apo-GOx),通过透射电镜、紫外光谱和荧光光谱对其进行表征,在不同的温度、化学环境和pH条件下对Apo-GOx与生物素化的葡萄糖氧化酶(B-GOx)进行对比研究。研究结果显示,葡萄糖氧化酶连接在去铁蛋白表面,其活性得到显著提高。与B-GOx相比,Apo-GOx的热稳定性和化学稳定性大大提高。合成的Apo-GOx纳米粒子,对葡萄糖的检测灵敏度高,检测限低。本研究提供了同时提高酶活性和稳定性的酶固定新方法,该方法有望在催化学、生物测定和生物传感等许多方面得到应用。

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作者
蒋水英;
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作者单位

湖南师范大学;

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授予单位湖南师范大学;
学科分析化学
授予学位硕士
导师姓名张友玉;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类特种结构材料;
关键词
去铁蛋白; 纳米金属硫化物; 生物探针; 酶固定; 生物载体; 适配体传感器;

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