氨基酸、谷胱甘肽及酶在磁性纳米粒子上的吸附组装研究

论文摘要

随着纳米技术向生命科学领域的不断渗透,利用纳米技术研究和解决生命科学领域中的重大问题,推动纳米生物技术的发展,正成为当前的前沿研究领域之一。Fe3O4磁性无机纳米粒子既有常见无机纳米粒子的物理化学特性,又有磁性,将Fe3O4和生物分子组装成复合粒子后,在医疗医药,生物化学及工业应用等领域有广泛的应用前景,如应用在核磁共振成像、生物物质分离纯化、免疫测定及靶向药物等方面。但在Fe3O4和生物分子组装的过程中尚有许多有待深入研究的基础问题。因此,本论文较为系统地研究了氨基酸、肽和酶在磁性粒子上的吸附组装问题。主要进行了以下三方面的研究: 1、氨基酸在磁性纳米粒子上的吸附研究 利用共沉淀法制备了Fe3O4纳米粒子,并用VSM、TEM、BET、M（?）ssbauer谱进行了表征。研究了Fe3O4磁性纳米粒子在水溶液中对酪氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸的吸附。分别测定了三种物质在不同pH下的吸附等温线,比较了吸附结果,并用Freundlich吸附等温式对数据进行拟合,从吸附量和脱附实验结果探讨了其可能的吸附机理。结果表明,苯丙氨酸、酪氨酸在Fe3O4表面的吸附是可逆的,加入强电解质能够脱附;而半胱氨酸在Fe3O4表面的吸附是不可逆的,加入强电解质基本不能够脱附。 2、还原型和氧化型谷胱甘肽在磁性纳米粒子上的吸附组装 研究了Fe3O4磁性纳米粒子在水溶液中对还原型谷胱甘肽（G-SH）和氧化型谷胱甘肽（G-S-S-G）的吸附。分别测定了两种物质在不同温度下的吸附等温线、比较了吸附结果,并用Freundlich吸附等温式对数据进行拟合,根据公式计算出相关的吸附热力学函数值,还研究了碳化二亚胺含量和pH对吸附结果的影响,并从吸附量和脱附实验结果探讨了其可能的吸附机理。结果表明,还原型谷胱甘肽（G-SH）和氧化型谷胱甘肽在Fe3O4表面的吸附是不可逆的,加入强电解质基本不能够脱附,两者间形成了一定成分的共价键。 3、胰蛋白酶在磁性纳米粒子上的固定及活性研究 研究了胰蛋白酶在磁性Fe3O4纳米载体上的固定化的最优条件,以及温度和pH对自由胰蛋白酶和固定化胰蛋白酶活性和稳定性影响,并简单研究了和操作稳定性,结果表明胰蛋白酶固定化后,各项性能都得到了较大的提高,显示出固定化的优势。

论文目录

• 第一章 文献综述
• §1.1 纳米材料的基本性质和应用
• §1.2 肽、蛋白质及酶在纳米粒子上的组装及应用
• §1.3 课题的提出和研究方案
• 第二章 测试表征方法
• §2.1 紫外—可见分光光度分析（UV-VIS）
• §2.2 红外光谱分析（FTIR）
• §2.3 透射电镜分析（TEM）
• §2.4 穆斯堡尔谱分析（M（o|¨）ssbauer spectroscopy）
• §2.5 热重-差热分析（TG-DTA）
• §2.6 振动样品磁强计磁性能分析（VSM）
• §2.7 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析（SDS—PAGE）
• 第三章 氨基酸在磁性纳米粒子上的吸附研究
• 3O₄制备表征与吸附实验'>§3.1 Fe₃O₄制备表征与吸附实验
• §3.2 吸附讨论与机理解释
• §3.3 结论
• 第四章 还原型和氧化型谷胱甘肽在磁性纳米粒子上的吸附组装
• §4.1 实验部分
• §4.2 结果讨论及吸附热力学
• §4.3 结论
• 第五章 胰蛋白酶在磁性纳米粒子上的固定及活性研究
• §5.1 胰蛋白酶浓度与活性测定及固定化
• §5.2 胰蛋白酶固定化条件选择
• §5.3 固定化胰蛋白酶催化特性稳定性
• §5.4 固定化胰蛋白酶磁性粒子的表征
• 第六章 结论
• 附录：已完成文章
• 参考文献
• 致谢