论文部分内容阅读
随着纳米科技的迅速发展,纳米材料逐渐受到各界的高度重视。纳米材料特殊的性质极大地促进其在能源、电催化、美容产品、生物医药和生物传感等领域的应用。纳米二氧化硅是目前研究的热点材料之一。根据文献报道,纳米二氧化硅的生物相容性并不太理想,限制了它在生物医学中的进一步应用。因此,对二氧化硅纳米粒子进行表面修饰,改善其生物相容性是目前需要解决的问题。本论文在采用反相微乳液法和双模板法分别合成了球形二氧化硅(s-Si02)、棒状二氧化硅(r-Si02)和螺旋形二氧化硅(h-Si02)的基础上,对纳米粒子进行氨基化修饰,再通过静电及氢键作用进行植酸化修饰,得到不同形貌的植酸化二氧化硅纳米材料(Si02-PANMs)。通过透射电镜(TEM)、Zeta电位、X射线能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和电化学阻抗(EIS)研究Si02-PANMs的形貌和结构。将不同形貌的Si02-PANMs作为生物传感器的电极材料组装到电极表面,进行电化学测试,实现Si02-PANMs在生物传感器上的应用。最后,选取电化学信号较好的螺旋形植酸化二氧化硅(h-Si02-PA)与几种酶蛋白进行相互作用,进行分析h-Si02-PANMs的生物安全性,指导纳米材料在生物学的应用。本论文主要从以下几个方面进行研究:(1)分析了纳米材料的形貌、成分、带电情况和导电性,结果表明成功合成了三种形貌的Si02-PA,并且其表面带负电,导电性增强。(2)将s-SiO2-PA、r-Si02-PA和h-Si02-PA三种形貌的纳米材料修饰到电极表面构建漆酶传感器,并进行对比研究。结果表明三种形貌的材料对多巴胺的响应都比较理想,其中最好的是laccase/(h-Si02-PA)/GCE传感器对多巴胺的电流响应。(3)研究h-Si02-PANMs对酶蛋白构象的影响。光谱结果表明,h-Si02-PANMs与六种酶蛋白相互作用后,血红蛋白(Hb)、肌红蛋白(Mb)和细胞色素c(Cytc)中的血红素基团受到轻微的扰动,葡萄糖氧化酶(GOx)中的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)暴露在溶剂中,牛血清蛋白(BSA)和溶菌酶(Lys)中氨基酸残基的微环境受到了影响。此外,h-Si02-PANMs使Hb,Mb,BSA和Cytc中的β-折叠向a-螺旋结构转变,GOx和Lys中的a-螺旋向J3-折叠结构转变。