蛋白质吸附的拉曼光谱研究

论文摘要

蛋白质分子几乎可以自发地吸附于任何表面上。蛋白质吸附在生物芯片、生物材料和生物医学等诸多领域都有着广泛应用。但到目前为止,人们对蛋白质吸附的机理仍然缺乏深入的了解,在蛋白质吸附的研究中仍有许多基本问题尚未解决。本文对溶菌酶和BSA在纳米SiO2和TiO2上吸附的拉曼光谱进行了研究,尝试从复杂的拉曼光谱信息中获得蛋白质在吸附过程中高级结构变化的信息,揭示蛋白质吸附机理。通过测定两种蛋白质在纳米SiO2和TiO2上的吸附曲线和吸附等温线,确定了不同吸附条件下的吸附平衡时间和最大吸附量。采用共焦拉曼光谱仪,测定了两种蛋白质在纳米SiO2和TiO2上吸附的拉曼光谱,对拉曼检测过程中出现的问题及其解决方法进行了探讨。采用Lippert方法对溶菌酶在纳米TiO2上吸附的拉曼光谱进行分析,考察了溶菌酶在吸附过程的二级结构变化。研究结果表明,拉曼光谱中包含了吸附过程中蛋白质高级结构变化的信息。溶菌酶在TiO2上吸附后,构象发生了一定程度的变化。当溶菌酶和TiO2的质量比为2.5:1时,α-螺旋含量有所增加,而β-折叠和无规则卷曲的变化较大,其含量分别减少和增加;当质量比为1.25:1时,各种二级结构含量变化均不大,α-螺旋含量有所下降,β-折叠的含量有所增加,无规则卷曲含量有所下降;当质量比为0.5:1时,α-螺旋和无规则卷曲含量下降,β-折叠的含量增大。由拉曼光谱解析蛋白质吸附过程中的结构变化,为实验研究蛋白质吸附这一复杂的现象提供了一条新途径。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 蛋白质概述
• 1.2 蛋白质的吸附
• 1.2.1 蛋白质吸附
• 1.2.2 蛋白质吸附的研究
• 1.3 蛋白质分子结构
• 1.3.1 蛋白质的结构层次
• 1.3.2 蛋白质的二级结构
• 1.3.3 蛋白质的带电性
• 1.4 蛋白质吸附的实验研究
• 1.4.1 差示扫描量热法
• 1.4.2 免疫分析法
• 1.4.3 核磁共振
• 1.4.4 圆二色性光谱
• 1.4.5 荧光光谱
• 1.4.6 红外光谱
• 1.4.7 椭圆偏振光谱
• 1.4.8 原子力显微镜
• 1.4.9 同位素示踪法
• 1.4.10 拉曼光谱法
• 1.5 拉曼光谱技术
• 1.5.1 拉曼光谱的基本原理
• 1.5.2 拉曼光谱技术的发展
• 1.5.3 拉曼光谱的应用
• 1.6 本论文的研究工作
• 第二章 蛋白质吸附实验
• 2.1 实验药品与仪器
• 2.2 样品配制
• 2.2.1 缓冲液配制
• 2.2.2 蛋白质溶液及吸附剂悬浊液的配制
• 2.3 吸附实验
• 2.3.1 蛋白质浓度-吸光度标准曲线
• 2.3.2 吸附平衡时间
• 2.3.3 最大吸附量
• 2.4 本章小结
• 第三章 拉曼光谱实验
• 3.1 实验材料和仪器
• 3.2 激光拉曼光谱仪的组成
• 3.2.1 激光器
• 3.2.2 外光路系统
• 3.2.3 单色器
• 3.2.4 检测系统
• 3.2.5 显示和记录系统
• 3.2.6 仪器的数据采集和处理系统
• 3.3 拉曼光谱的测定
• 3.4 荧光干扰的消除
• 3.4.1 加入荧光猝灭剂
• 3.4.2 延长照射时间
• 3.4.3 衰减激光强度
• 3.5 本章小结
• 第四章 蛋白质吸附的拉曼光谱分析
• 4.1 引言
• 4.2 实验原理
• 4.2.1 Lippert 方法
• 4.2.2 Willliams 方法
• 4.2.3 Bejort 方法
• 4.2.4 Copeland 方法
• 4.3 实验材料和仪器
• 4.4 蛋白质吸附的拉曼光谱
• 2上吸附的拉曼光谱'>4.4.1 溶菌酶在SiO₂上吸附的拉曼光谱
• 2上吸附的拉曼光谱'>4.4.2 溶菌酶在TiO₂上吸附的拉曼光谱
• 4.4.3 吸附蛋白质构象的定量分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢