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金纳米粒子与蛋白质的相互作用及其应用_叶春洁
中国科学: 化学 2012 年 第42 卷 第12 期: 1672 ~ 1682
SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS
自然科学基金项目进展专栏
评 述
化学生物学专刊
金纳米粒子与蛋白质的相互作用及其应用
①② ②③ ①* ②*
叶春洁 , 赵玉云 , 陈嵘 , 蒋兴宇
① 武汉工程大学化工与制药学院, 武汉 430073
② 国家纳米科学中心, 北京 100190
③ 清华大学化学系, 北京 100084
*通讯作者, E-mail: rchenhku@; xingyujiang@
收稿日期: 2012-07-25; 接受日期: 2012-08-20; 网络版发表日期: 2012-11-09
doi: 10.1360/032012-393
摘要 金纳米粒子与蛋白质间存在多种作用方式, 包括物理吸附、化学共价结合以及非共价 关键词
特异性吸附等. 金纳米粒子表面等离子体共振效应引起可见光区的特征吸收及表面增强拉曼散 金纳米粒子
蛋白质
射, 常用来研究金纳米粒子与蛋白质间的相互作用. 金纳米粒子与蛋白质间的作用与纳米粒子
相互作用
的尺寸、表面化学及蛋白质的大小、电荷、氨基酸残基有关. 利用金纳米粒子与蛋白质的相互
检测
作用及纳米金的谱学性质, 可以对疾病或环境污染进行简单、高效、低成本检测, 也可用于疾病 疾病治疗
治疗.
1 引言 目前已有各种基于金纳米粒子的免疫试纸商品,
如早孕试纸和 HIV 试纸条. 金纳米粒子本身的 LSPR
蛋白质是生命的物质基础, 在体内执行多种生 效应引起的光热效应可用于医疗[7]. 其他特点, 如对
物学功能, 如酶的催化、能量运载和储存、免疫保护 巯基、氨基、磷等具有高亲和性而容易进行表面修饰,
等. 某些蛋白质的高表达与疾病的发生有关, 常作为 较大的比表面积使所负载的药物呈现局部高浓度,
疾病检测的信号, 调节蛋白质的表达则可实现疾病 纳米粒子易于被细胞吞噬, 低细胞毒性等, 使其作为
治疗[1]. 纳米技术的发展极大地提高了疾病检测的灵 优良的药物载体而用于疾病治疗[8]. 研究金纳米粒子
敏度和药物的疗效, 其中金纳米粒子因其特殊的物 与蛋白质的相互作用为其生物医学应用奠定了基础.
理化学性质而得到广泛应用. 金纳米粒子的一个重 本文从金纳米粒子与蛋白质的相互作用出发, 介绍
要的光学特征是局域表面等离子体共振效应(local 了利用金纳米粒子光学性质进行蛋白质、分子、重金
surface plasma resonance, LSPR), 入射光与纳米金表 属离子的检测, 以及金纳米粒子在疾病治疗方面的
面等离子体发生共振, 纳米金会吸收与共振频率相 应用.
同的光波, 形成其特征吸收光谱. 直径为 5~20 nm 的
纳米金的特征吸收波长在 520 nm 左右, 溶液呈现鲜 2 金纳米粒子与蛋白质的相互作用
亮的酒红色, 随着尺寸增大或纳米颗粒间距变小, 吸
收波长红移, 溶
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