金属硫蛋白的表面增强拉曼光谱研究

论文摘要

金属硫蛋白（MT）是一类低分子量、高半胱氨酸含量、能结合大量金属离子的蛋白质。近年来,MT在医学上的应用受到越来越多的重视。人们认识到MT可能与多种疾病密切相关,特别是Alzheimer’s疾病等一些神经退化性疾病。因此,研究金属硫蛋白与不同金属结合的机理及其构型上的变化,对于研究某些疾病的病理和治疗方法有着重大的意义。表面增强拉曼光谱（SERS）具有极高的检测表面物种的灵敏度,能从分子水平上获得物质详细的结构和化学组成信息。应用SERS技术,可望从分子水平上探究MT复杂的生理活性。但是,MT分子拉曼散射截面小,易受激光影响碳化分解,杂质影响严重。因此,选择合适的SERS基底和实验条件,得到重现性好、可信的SERS谱,进而从分子水平上研究MT生理特性引起空间结构的变化是一个极具挑战的课题。本论文的工作和获得成果主要有:1.探索了几种获取MT分子的SERS谱的方法。实验表明,自组装Au纳米粒子尽管可以制备出SERS活性高、重现性好的SERS基底,但是杂质会严重干扰MT的信号。粗糙金电极表面干净,可获得可信和有意义的SERS谱图。通过EDC/NHS交联反应将MT固定在修饰了MUA的粗糙金表面的方法,使MUA的信号得到了最大增强,但却得不到明显的MT的信号,不适合应用于MT的SERS研究。2.研究了直接吸附在粗糙金表面的金属硫蛋白的SERS谱。结果表明,MT通过氨基与金作用;apo-MT与金的作用位点受制备方法影响:在溶液中预制的apo-MT通过半胱氨酸残基的巯基与金结合,在金表面制备的apo-MT通过氨基和巯基与金结合。从Cd7-MT（Ⅱ）,Cu12-MT（Ⅱ）,Cu20-MT（Ⅱ）到Hg7-MT（Ⅱ）,随着金属-S键的逐渐增强,SERS基底上Au-S键的成分逐渐减少,基底对蛋白质二级结构的破坏减弱。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 蛋白质简介
• 1.3 金属硫蛋白
• 1.3.1 金属硫蛋白的结构与性质
• 1.3.2 金属硫蛋白的功能
• 1.3.3 金属硫蛋白的研究进展
• 1.4 拉曼光谱与表面增强拉曼光谱
• 1.4.1 拉曼光谱
• 1.4.2 表面增强拉曼光谱
• 1.5 本论文的研究目的和设想
• 第二章 实验仪器及SERS基底的制备
• 2.1 药品与试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.2.1 常规仪器及其处理
• 2.2.2 合成及分离装置
• 2.2.3 电化学仪器
• 2.2.4 共焦显微拉曼光谱仪
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 Au纳米粒子的合成及SERS基底的制备
• 2.3.2 Au电极的粗糙及处理
• 2.3.3 MT的固定
• 第三章 SERS基底的选择与MT的固定
• 3.1 SERS基底的选择
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 自组装Au纳米粒子的SERS基底
• 3.1.3 粗糙金电极的SERS基底
• 3.2 金属硫蛋白的固定
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 MT固定方法的选择
• 3.3 本章小结
• 第四章 金属硫蛋白吸附在粗糙金表面的表面增强拉曼光谱
• 7-MT和apo-MT在粗糙金表面的SERS'>4.1 Zn₇-MT和apo-MT在粗糙金表面的SERS
• 4.2 MT在粗糙金表面的碳化
• 4.3 不同金属MT在粗糙金表面的SERS
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果