纳米粒子与蛋白质的相互作用及应用研究

论文摘要

本文主要研究了纳米粒子（CdSe量子点和纳米金）与蛋白质（牛血清白蛋白、牛血红蛋白和兔抗猪免疫球蛋白）的相互作用。在此基础上,制备了金纳米粒子标记的兔抗猪免疫球蛋白（Immunoglobulin G,简称IgG）化学发光（Chemiluminescence,简称CL）探针,并将此探针应用于猪传染性胸膜肺炎的检测中,主要研究内容如下:采用紫外-可见吸收（Ultraviolet visible,简称UV-vis）光谱法研究了水溶性CdSe量子点与牛血清白蛋白（Bovine serum albumin,简称BSA）的相互作用。研究结果表明CdSe量子点与BSA存在强烈的相互作用,BSA分子与CdSe量子点的结合比为1:1;结合常数为9.6×106 L mol-1。采用紫外-可见吸收光谱法、红外（Fourier transform infrared,简称FTIR）光谱法和荧光（Fluorescence,简称FL）光谱法研究了水溶性CdSe量子点与牛血红蛋白（Hemoglobin,简称Hb）的相互作用。研究结果表明CdSe量子点与Hb存在强烈的相互作用。研究表明CdSe量子点与Hb的结合比为12:1;CdSe量子点与Hb可能通过静电吸引力和表面配位平衡作用相互结合。研究了纳米金与兔抗猪IgG的相互作用及纳米金与兔抗猪IgG的最佳偶联条件,并制备了四种不同尺寸的纳米金.兔抗猪IgG化学发光探针。采用紫外-可见吸收光谱法、化学发光法、透射电子显微镜法对该探针进行了表征。结果表明该探针具有很好的单分散性和稳定性。报道了一种基于纳米金-兔抗猪IgG化学发光探针的猪传染性胸膜肺炎检测新方法。采用强氧化剂溶解纳米金-兔抗猪IgG上的金纳米粒子使之生成AuCl4-离子,AuCl4-离子是化学发光反应的分析物,采用检测AuCl4-离子的量来间接检测样品中猪传染性胸膜肺炎ApxⅣ抗体的量。在最佳条件下,血清样品的稀释倍数在1:1 60～1:40000范围内与增长的化学发光光子数呈很好的曲线关系。我们将该方法与传统的ELISA和IHA分析方法的结果进行了比较,结果表明该方法是一种检测猪传染性胸膜肺炎ApxⅣ抗体的稳定和实用的方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写名词表
• 第一章 绪论
• 1 纳米粒子的基础知识
• 1.1 纳米粒子的基本特性
• 1.1.1 表面效应
• 1.1.2 量子尺寸效应
• 1.1.3 体积效应
• 1.1.4 宏观量子隧道效应
• 1.2 纳米粒子的光学性质
• 2 纳米粒子作为生物探针在蛋白质分析中的应用
• 2.1 纳米粒子蛋白质探针的制备
• 2.2 纳米光学探针应用于检测蛋白质
• 3 化学发光免疫分析法
• 4 论文设计思想
• 第二章 CdSe量子点与牛血清白蛋白的相互作用
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 仪器
• 3 实验方法
• 3.1 CdSe量子点的合成
• 3.2 CdSe量子点与BSA相互作用研究
• 4 结果与讨论
• 4.1 CdSe量子点与BSA的相互作用及其吸收光谱特征
• 4.2 反应时间对CdSe量子点与BSA相互作用的影响
• 4.3 pH值对CdSe量子点与BSA相互作用的影响
• 4.4 温度对CdSe量子点与BSA相互作用的影响
• 4.5 BSA浓度对CdSe量子点与BSA相互作用的影响
• 4.6 CdSe量子点与BSA结合比及结合常数研究
• 5 结论
• 第三章 CdSe量子点与牛血红蛋白的相互作用
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 仪器
• 3 实验方法
• 3.1 CdSe量子点的合成
• 3.2 CdSe量子点与Hb的相互作用研究
• 4 结果与讨论
• 4.1 CdSe量子点与Hb的相互作用及其吸收光谱特征
• 4.2 pH值对CdSe量子点与Hb相互作用的影响
• 4.3 反应时间对CdSe量子点与Hb相互作用的影响
• 4.4 Hb浓度对CdSe量子点与Hb相互作用的影响
• 4.5 红外光谱法研究CdSe量子点与Hb的相互作用
• 4.6 荧光光谱法研究CdSe量子点与Hb的相互作用
• 5 CdSe量子点与Hb的相互作用机理
• 6 结论
• 第四章 纳米金与兔抗猪IgG的相互作用及化学发光探针的制备
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 仪器
• 3 实验方法
• 3.1 纳米金的合成
• 3.2 pH值对纳米金与兔抗猪IgG相互作用的影响
• 3.3 兔抗猪IgG最小浓度的确定
• 3.4 化学发光检测
• 4 结果与讨论
• 4.1 不同粒径纳米金的制备及表征
• 4.2 纳米金与兔抗猪IgG的相互作用
• 4.2.1 pH值对纳米金与兔抗猪IgG相互作用的影响
• 4.2.2 兔抗猪IgG浓度对纳米金与兔抗猪IgG的相互作用的影响
• 4.2.3 反应时间对纳米金与兔抗猪IgG相互作用的影响
• 4.2.4 纳米金与兔抗猪IgG相互作用的结合比
• 4.3 兔抗猪IgG纳米金化学发光探针制备及表征
• 4.3.1 稳定剂及其最终浓度的确定
• 4.3.2 离心转速与离心时间的确定
• 4.3.3 透射电子显微镜表征
• 4.3.4 紫外-可见吸收光谱表征
• 4.3.5 化学发光表征
• 5 结论
• 第五章 纳米金-兔抗猪IgG化学发光探针在猪传染性胸膜肺炎检测方面的应用
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 仪器
• 3 实验方法
• 3.1 纳米金的制备
• 3.2 金标兔抗猪IgG的制备
• 3.3 纳米金的溶解和化学发光测定
• 3.4 纳米金化学发光免疫分析法检测步骤
• 3.5 ApxⅣ-ELISA
• 3.5.1 ELISA的原理
• 3.5.2 ELISA的步骤
• 3.6 间接血凝试验
• 3.6.1 间接血凝试验原理
• 3.6.2 间接血凝试验步骤
• 4 结果与讨论
• 4.1 纳米金和金标兔抗猪IgG的制备
• 4.2 金纳米粒子溶解条件的选择
• 4.3 化学发光条件的选择
• 4.4 标准曲线
• 4.5 最佳稀释倍数
• 4.6 检出限
• 4.7 对比实验
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录