pH值变化对金纳米粒子-细胞色素复合材料性质的影响

2016-07-29 14:34来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

金纳米粒子体系在不同pH值下的循环伏安曲线 金纳米粒子(Au NPs)具有易于制备、导电性高、生物兼容性好等优点而被广泛应用于生物医学领域, 如DNA检测、酶的固定、信号放大等. 但也有研究表明, 生物分子和Au NPs长时间接触会导致生物分子构象变化、部分解折叠、甚至变性. 一个有效的改进方法是进行Au NPs的表面修饰, 如在AuNPs表面修饰一些有效的“阻挡层”,避免AuNPs和生物分子直接接触, 从而减小生物分子变性的可能性.

pH值对生物分子的结构有很大影响, 研究不同pH值下生物分子的物理化学性质将帮助人们认识生物分子随着pH值变化的规律, 从而对生物分子的应用提供一定的参考. 细胞色素c(Cyt c)在线粒体呼吸链中起着非常重要的作用, 对它的研究备受关注.

最近研究表明, pH诱导Cyt c变性后, Cyt c表现出过氧化物酶的性质, 即Cyt c的活性随着pH值的减小而降低, 但对过氧化氢的氧化活性增加.普遍认为Au NPs的生物兼容性好而被广泛引入到Cyt c体系, 然而Au NPs对吸附态Cyt c随pH变化产生怎样的影响, 这是一个值得关注的问题.

厦门大学化学化工学院姜艳霞等人制备了粒径均匀、平均粒子尺度为(4.7±0.6) nm, 表面修饰3-巯基丙酸(MPA)的金纳米粒子(Au NPs).利用电化学和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱研究了pH和Au NPs对细胞色素c (Cyt c)结构的影响. UV-Vis吸收光谱结果表明, pH为7.5-3.0时, Cyt c 和Cyt c-Au NPs复合物的结构没有发生明显变化. 当pH=2.0时, Cyt c和Cyt c-Au NPs复合物的Soret谱峰位置均发生明显移动, 说明pH诱导其构象发生变化. 循环伏安(CV)结果表明, 表面修饰了MPA的Au NPs能促进Cyt c和电极之间的电子传输, 与修饰了柠檬酸根的Au NPs相比, 其生物兼容性更好. pH的变化会引起CV中Cyt c峰电流的改变和峰电位的移动. 随着pH值的降低, Cyt c电活性的量逐渐减小, 并且pH诱导Cyt c发生不可逆变性. Au NPs的引入使自由态的Cyt c耐酸性增强, 而使得吸附态的Cyt c耐酸能力减弱.