明胶/CdS纳米生物复合物光学性质和构象变化(英文)

背景:纳米生物复合材料的性质、形成机制和蛋白质构象变化与其生物学效应密切相关。目的:观察pH=12.0时,明胶/CdS纳米复合物的光学性质和结合机制及明胶大分子的构象变化。方法:以明胶、醋酸镉和Na2S9H2O为原料,采用一釜化学反应法,即将Cd2+和S2依次加入明胶稀溶液中,分别在温度为296,302,308K,CdS浓度为8×10-6-1.2×10-3mol/L下原位生成明胶/CdS纳米复合物。利用透射电子显微镜、动态光散射、X射线衍射、紫外-可见和傅里叶变换红外光谱等技术测定其形貌、ζ电势及其光谱性质。结果与结论:透射电镜显示,所合成的明胶/CdS纳米生物复合物为链状。紫外-可见光谱结果表明明胶/CdS纳米生物复合物的带隙宽度随CdS浓度和反应温度的增加而降低,量子尺寸效应显著;动态光散射结果显示所合成的明胶/CdS纳米生物复合物ζ电势为负值,且随CdS浓度增加而略有降低。傅里叶变换红外光谱显示明胶大分子构象中α-螺旋和β-折叠含量降低,β-转角含量增加。形成机制可表述为络合-硫化-表面包覆,即Cd2+与明胶大分子肽链上的羰基氧络合生成明胶/Cd2+配合物,继而与S2-反应生成明胶/CdS纳米复合物,明胶大分子在CdS表面的包覆增大了其水溶性。

明胶/Fe_2S_3纳米生物复合物形成反应的热力学及明胶构象变化

在pH=7.40条件下,采用一锅化学反应法制得水溶性明胶/Fe2S3纳米生物复合物,扫描电镜照片显示Fe2S3颗粒为棒状。根据吸光度与Fe2S3浓度关系,由Benesi-Hildebrand方程计算了不同温度下反应的形成常数K(293K:14.47×102L·mol-1;297K:9.24×102 L·mol-1;309K:1.70×102L·mol-1)及对应温度下反应的热力学参数(ΔrGm=-17.88/-16.68/-13.09kJ·mol-1;ΔrHm=-105.57kJ·mol-1;ΔrSm=-299.28J·K-1·mol-1),结果表明明胶/Fe2S3纳米生物复合物的形成反应是自发的放热过程,且为焓驱动。傅里叶变换红外光谱表明,Fe2S3主要与明胶大分子肽链中的酰胺键结合;对红外光谱进行去卷积拟合,结果表明:明胶蛋白质的α-螺旋含量减少,β-折叠含量明显增加。结合紫外和红外光谱测试结果对复合物的形成机理作了初步的推测:首先Fe3+与明胶大分子中的酰胺键结合形成明胶/Fe3+复合物,然后S2-与明胶/Fe3+中的Fe3+形成明胶/Fe2S3复合物。

一釜法合成明胶/水溶性PbS生物微纳米复合物及其形成机制

背景:生物纳米复合材料的合成和形成机制的研究,可为无机/有机复合材料的设计及其在生物医学领域的广泛应用提供必要的理论基础。目的:在生理pH值7.40下,合成水溶性明胶/水溶性PbS微纳米复合物,研究PbS颗粒在明胶大分子基体上的结合机制。方法:以明胶、Pb(NO3)2和Na2S9H2O为原料,采用一釜化学反应法,即将Pb2+和S2依次加入明胶水溶液中,原位生成PbS/明胶微纳米复合物。利用扫描电子显微镜、动态光散射、紫外-可见和傅里叶变换红外光谱等技术测定其形貌、粒径及其光谱性质。结果与结论:扫描电镜显示,所合成的PbS颗粒在低Pb2+浓度时为不规则多面体,较高Pb2+浓度时呈橄榄形。动态光散射结果显示,当Pb2+浓度为2.0×105,8.0×105,2.0×104mol/L时,明胶/水溶性PbS复合物的平均粒径分别为75,91,109nm。PbS/明胶复合物的量子尺寸效应明显。形成机制为:Pb2+与明胶大分子肽链上的羰基氧相互作用并引起明胶大分子的构象由α-螺旋到β-折叠的变化以利于PbS成核;明胶大分子包覆于PbS颗粒表面使明胶/水溶性PbS复合物在水中具有较好的稳定性。

纳米ZnS与明胶蛋白质的相互作用

利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、同步荧光和三维荧光光谱,研究了pH=7.40条件下纳米ZnS与明胶蛋白质的相互作用。FT-IR光谱表明,ZnS与明胶中酰胺基的氮和氧原子及羧基氧可能发生键合生成了水溶性ZnS/明胶纳米生物复合物;ZnS与明胶的键合对明胶分子的内源荧光有明显的猝灭作用,其猝灭机制为静态猝灭。根据修正的Scatchard方程计算了不同温度下复合物的生成常数及反应热力学参数,结果表明反应是自发进行的吸热过程,且为熵驱动。同步荧光和三维荧光光谱表明纳米ZnS引起了明胶蛋白质构象的改变。研究结果为探究此类纳米生物复合物的制备及其在生物方面的应用提供了重要信息。

Man-PEI_(25k)纳米复合物在微针作用下的透皮性能研究

目的:研究高分子质量聚乙烯亚胺(PEI_(25k))的甘露糖衍生物(Man-PEI_(25k))的纳米复合物在微针作用下的透皮性能。方法:以荧光染料水溶性羧基CdSe/ZnS量子点(QD)为模型药物,与PEI_(25k)、Man-PEI_(25k)溶液通过静电吸附形成PEI_(25k)/QD和不同嫁接率(1:3、1:6)的Man-PEI_(25k)/QD纳米复合物,同时以游离的QD作为对照,通过共聚焦显微镜观察微针作用下QD在皮肤活性表皮层和真皮层中的分布情况;用荧光分光光度计测定微针作用下PEI_(25k)/QD和Man-PEI_(25k)/QD纳米复合物在皮肤活性表皮层和真皮层中QD的累积滞留量。结果:微针作用于在体皮肤,Man-PEI_(25k)/QD纳米复合物在活性表皮层和真皮层的量明显高于PEI_(25k)/QD纳米复合物;Man-PEI_(25k)/QD(1:6)纳米复合物在活性表皮层和真皮层的量明显高于Man-PEI_(25k)/QD(1:3)纳米复合物。体外透皮试验显示,微针能明显提高纳米复合物在活性表皮层和真皮层中的滞留量;微针作用48 h后,Man-PEI_(25k)/QD纳米复合物在活性表皮层和真皮层的滞留量约比PEI_(25k)/QD增加了2、1.5倍,二者差异有统计学意义(P<0.01)。结论:微针可提高Man-PEI_(25k)/QD纳米复合物在活性表皮层的透皮性能。

纳米羟基磷灰石复合物治疗骨缺损的研究进展

纳米羟基磷灰石(n HA)具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性,是一种性能优异的骨修复材料,但脆性大、强度低,不适合直接用于骨缺损治疗。近年来随着材料学、组织工程学以及纳米技术的快速发展,nHA复合生物材料逐渐成为骨组织领域的研究热点。本文综述nHA复合骨缺损替代材料的制备、生物相容性、机械性能及其在骨缺损治疗中的应用,旨在为寻找理想的人工骨缺损修复材料提供参考。

纳米硫化铜与明胶蛋白质的直接键合作用

在pH=12.0的明胶溶液中,采用一锅化学反应法制得水溶性明胶/CuS纳米生物复合物.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)对复合物进行表征,显示纳米CuS颗粒为球状且表面被明胶大分子包覆.紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和傅里叶红外光谱(FT-IR)表明CuS与明胶肽链的酰胺基键合;CuS与明胶的键合,对明胶内源荧光有着较强的猝灭作用,为静态猝灭过程.由修正的Scatchard公式模型求出复合物的表观形成常数,结合位点数以及反应的热力学参数(△rHm=37.88kJ·mol-1;△rSm=216.77J·K-1·mol-1;△rGm=-57.44/-58.98/-60.69kJ·mol-1),结果表明反应是自发进行(△rGm<0),且为熵驱动(△rSm>0).