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CdS NPs(硫化镉纳米粒子)因其尺寸小、比表面积大等特殊的物化性质具有较高的表面能。这种较高的表面能促使CdS NPs与生物大分子可发生强烈的吸附结合作用。蛋白质是重要的生物大分子,随着纳米技术越来越多地应用于生物领域,纳米粒子和生物分子之间的相互作用已经成为生物纳米技术的研究热点。限制性内切酶EcoRI(大肠杆菌提取物)是生物体内非常重要的一种蛋白质,它能够通过“剪切”外来DNA的分子来阻止外来DNA对生物本体的“入侵”,从而保护生物本体DNA不被破坏。因此限制性内切酶EcoRI是免疫和防御系统的重要构成部分。然而关于EcoRI和纳米粒子相互作用的报道却很少。因此本研究对EcoRI和纳米粒子的相互作用及其机理进行了深入系统地研究。本实验研究选用EcoRI作为模型蛋白质来研究其与纳米粒子的相互作用。探究了作用前后EcoRI的构象及其他一些物化参数的变化,由此判断蛋白质的生理功能或者检测生物体内重要的生物物质。这一成果将对生物医药、临床医学等方面的研究有很大的理论指导意义。本研究取得的原创性成果如下:(1)使用一锅法合成了立方状CdS NPs。随后用MUA对其进行了表面修饰,使CdS NPs的末端成功地接上亲水性羧基基团(-COOH)。FTIR光谱数据表明EcoRI与立方状CdS NPs复合后,EcoRI的二级结构含量发生变化,即构象发生变化。由紫外吸收光谱、荧光光谱和聚丙烯酰胺电泳实验结果进一步证实立方状CdS NPs和EcoRI两者成功地发生相互作用。同时根据吸收光谱和电泳实验分析结果推断出立方状CdS NPs对EcoRI的猝灭机理和两者的作用力方式。并由计算的猝灭常数和结合常数推断出立方状CdS NPs和EcoRI两者相互作用的最佳pH环境为7.2。最后,琼脂糖电泳测试实验结果表明与立方状CdS NPs作用后的EcoRI仍具有其酶活性。(2)使用溶剂热法合成了棒状CdS NP,并成功地运用常规光谱和凝胶电泳实验测定方法对水热法合成的棒状CdS NPs和EcoRI之间的相互作用展开研究。由本研究发现pH环境值为7.2时,两者相互作用最为剧烈。另外由荧光光谱分析得出棒状CdS NPs对EcoRI的猝灭以静态猝灭为主,作用方式为氢键和范德华力。最后从琼脂糖电泳图的结果发现EcoRI与棒状CdS NPs的相互作用对EcoRI酶活性有一定的影响,但是EcorI没有完全失活。(3)采用溶剂热法合成了多臂状CdS NPs。本研究利用荧光光谱进行变温实验。通过紫外光谱图结果分析,研究结果表明多臂状CdS NPs对EcoRI的猝灭类型属于静态猝灭。同时由计算分析得出的热力学相关参数,成功地推断出两者相互作用的作用力类型为疏水作用力。另外,由FTIR光谱数据分析结果表明EcoRI与多臂状CdS NPs复合后,EcoRI二级结构含量的变化表现为β-折叠含量的增加和α-螺旋、转角turns含量的降低。最后由琼脂糖电泳对比试验结果表明EcoRI与多臂状CdS NPs作用后其酶活性在一定程度上仍有保留。