貴金屬納米糰簇與蛋白質相互作用的熱力學研究

《貴金屬納米糰簇與蛋白質相互作用的熱力學研究》是依託武漢大學，由蔣風雷擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：貴金屬納米糰簇與蛋白質相互作用的熱力學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔣風雷
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

貴金屬（金、銀、銅等）納米糰簇是一類新型的發光納米材料，具有超小粒徑（一般小於2 nm）和類似分子的結構（由幾個到幾十個原子組成）等獨特性質，在生物醫學等領域具有重要套用前景。納米材料進入生命體系，首先與蛋白質相互作用，因此首要任務是研究納米材料與蛋白質的相互作用，闡明其相互作用機制。本項目聚焦產生生物效應的關鍵-“納米-生物界面相互作用”，採用微量熱、螢光光譜和電化學等技術方法，獲取貴金屬納米糰簇與血漿中重要蛋白質及重要醫用蛋白質之間相互作用的熱力學性質，並進行合理解析；結合CD、FT-IR、XPS、DLS及顯微等微觀結構分析，闡明相互作用的分子機制，構建相互作用模型，揭示貴金屬納米糰簇的組成、粒徑和表面性質等結構因素與相互作用熱力學性質之間的內在聯繫。該項目的研究結果將對貴金屬納米糰簇精細設計、高效套用及生物安全性評價等有重要意義。

結題摘要

納米粒子進入血液等生物體系，不可避免與蛋白質等生物大分子相互作用，在納米粒子表面形成蛋白冠。然而，對於超小納米粒子（~2nm），其尺寸小於大多數蛋白分子，無法完全套用蛋白冠模型。貴金屬納米糰簇是一類代表性的超小納米粒子，具有很好的光學性質。本項目製備了不同組成、不同表面修飾的金、銀等發光納米糰簇，並進行結構表征。建立了熱力學模型，研究了貴金屬納米糰簇與模型蛋白質（如人血清白蛋白、γ-球蛋白、轉鐵蛋白）的相互作用，獲取了相互作用的平衡常數、焓變、熵變等系列熱力學參數；考察了相互作用引起的貴金屬納米糰簇和蛋白質微觀結構的變化。本項目揭示了貴金屬納米糰簇與蛋白質相互作用的熱力學機制，提出了超小納米粒子與蛋白質相互作用的模型。這些研究結果對貴金屬納米糰簇的製備、套用及生物安全性具有指導作用，為深入認識超小納米粒子在生物體系的理化特徵奠定了基礎。發表論文23篇，其中通訊作者論文19篇，包括J. Phys. Chem. B、J. Phys. Chem. C、Langmuir等。