【摘 要】
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碳纳米管具有独特的机械学、电学和光学性质,使得它们成为一种具有广泛潜在应用的独特材料,碳纳米管在生物医学领域的潜在应用包括生物传感器、药物和疫苗载体。在碳纳米管各
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碳纳米管具有独特的机械学、电学和光学性质,使得它们成为一种具有广泛潜在应用的独特材料,碳纳米管在生物医学领域的潜在应用包括生物传感器、药物和疫苗载体。在碳纳米管各种潜在应用不断开发的同时,碳纳米管的生物安全性研究也引起广泛的关注,碳纳米管生物安全性研究的重要课题之一是碳纳米管与血液蛋白质如何相互作用。本文首先研究了单壁碳纳米管(SWCNT)对血液中丰度较高且较为重要的五种蛋白质的吸附作用,包括纤维蛋白原(BFg)、免疫球蛋白(γ-Ig)、转铁蛋白(Tf)、白蛋白(BSA)和铁蛋白(ferritin)。荧光光谱法定量分析了碳纳米管对这几种蛋白质的动力学吸附,发现达到吸附平衡后碳纳米管对蛋白质的吸附量依次为:BFg >γ-Ig > Tf > BSA > ferritin。电泳实验(SDS-PAGE)发现血液蛋白质会竞争吸附在碳纳米管表面,并且碳纳米管对蛋白质的吸附能力与荧光结果一致。蛋白质在碳纳米管上的吸附量和蛋白质的分子量、疏水性氨基酸数目呈正相关,原子力显微镜(AFM)成像直观的说明了不同蛋白质在碳纳米管的吸附模式是不同的,CD光谱表明蛋白质二级结构发生了明显的变化。其次,我们研究了不同结构、不同尺寸、不同功能化修饰的碳纳米管对血清中蛋白质的吸附作用。通过比较,发现影响碳纳米管对蛋白质吸附能力的重要因素依次为:碳纳米管的结构、排列模式、尺寸和表面化学修饰。SDS-PAGE半定量分析了碳纳米管对血液蛋白质的吸附,进一步证实了前面的结论。通过飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对碳纳米管吸附的蛋白质种类鉴定,发现血清中明显吸附在碳纳米管上的蛋白质主要为白蛋白、前清蛋白、转铁蛋白和免疫球蛋白。最后通过比较不同分子量的聚乙二醇(PEG)修饰前后碳纳米管对血清蛋白的吸附能力,发现PEG修饰能够抑制碳纳米管对蛋白质的吸附,并且抑制能力同PEG链的结构和长度有关。总之,本文关于研究碳纳米管对血液蛋白质的吸附取得了一些重要结论,这些结论对碳纳米管生物安全性的准确评估有着重要意义。
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