《手性相敏和頻光譜研究蛋白質吸附的分子機制》是依託天津大學，由李奇峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：手性相敏和頻光譜研究蛋白質吸附的分子機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李奇峰
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
蛋白質吸附是生物醫學、生物材料和生物工程等交叉學科的關鍵科學問題。其中，蛋白質吸附過程中的構象動態變化，一直是實驗檢測的瓶頸所在。本項目結合手性和頻光譜解析界面蛋白質結構的獨特能力和光外差探測技術增幅相敏的優勢，發展新型的手性相敏和頻光譜(Chiral-PS-SFG)，從而實現原位實時測量界面蛋白質取向和結構。選擇牛血清白蛋白(BSA)和牛纖維蛋白原(BFg)為模型蛋白質，通過改變外界因素(溫度、PH值、離子濃度等)，表面特性(鍍高分子膜、鍍金屬膜)，乃至蛋白質本身的性質(結構域修飾)，觀察蛋白質在熔融石英玻璃表面上的取向和結構的動態變化及規律，在分子層面上考察蛋白質結構-吸附特性-相互作用之間的關係，以期能夠理解、控制並利用或阻抗蛋白質在界面上的吸附。該研究不僅為動態檢測蛋白質吸附的構象變化提供了一種新的思路和方法，而且可以為設計生物相容材料和生物感測器等提供實驗基礎和理論依據。
結題摘要
本項目發展了一種新型的共線式相敏和頻光譜，該系統基於光外差探測，可以直接獲取被測樣品界面分子的相位信息，這是傳統SFG系統不能做到的。通過將可見光、紅外光和樣品產生的SFG信號途經同樣的光學元件，保證它們之間的光程差不會隨光學元件位置的平移和抖動而改變，且樣品產生的SFG與本振光（LO）的延時固定。從而巧妙的解決了相位漂移的難題。 目前集合手性多見於貴金屬納米顆粒等可以產生等離子效應的體系中，但是非貴金屬體系還沒有發現。課題組合成了一種CdS/CdTe，採用手性和頻光譜，在實驗上觀察到了來源於半胱氨酸誘導的納米粒子超結構集合手性。藉助和頻光譜的界面特異性和手性回響，研究了納米顆粒界面上半胱氨酸的取向和半胱氨酸對納米顆粒的手性誘導效應，從而澄清了納米粒子超結構的手性來源。 採用手性相敏和頻光譜，直接觀察了香芹酮的表面手性信號。藉助於這種手段，我們可以直觀清晰地從光譜虛部中觀察到對映異構體的手性基團，也充分證明了相敏和頻光譜在界面手性探測中的優勢及可行性。 採用相敏和頻光譜，在離子液體溶液界面研究中探測了純水、KCl溶液、離子液體[EMIM][BF4]及其溶液的氣液界面，以及這些樣品覆蓋有帶正電荷油膜的界面。通過對光譜的定性分析，我們可以藉助水分子OH鍵的構型進一步推測溶液、離子液體及離子液體溶液的界面結構。 本項目提出了一種時頻分辨二維和頻光譜，可以直接從時頻分辨二維和頻光譜上提取分子回響的頻率、相位和動力學信息。研究了脈衝相位調製對不同分子回響函式所產生的時頻分辨二維和頻光譜的時頻特性。通過調製脈衝相位，可以增加包含有效信息的信號在時域的持續時間，放大譜峰之間的相位差異。其中，對於窄帶分子回響線型，無論是單峰還是多峰分子回響，相位調製的時頻分辨二維和頻光譜中具有明顯的頻率與相位特徵。
