一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法及应用技术

本申请涉及纳米材料技术领域，更具体地说，它涉及一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法及应用，包括以下步骤：以酪氨酸(Tyr)对映体为研究对象，以D

【技术实现步骤摘要】
一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法及应用


[0001]本申请涉及纳米材料
，更具体地说，它涉及一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]手性是指实物与其镜像不能重叠的现象，它是自然界普遍存在的一种现象。一对对映异构体有着相似的物理和化学性质，但是在手性环境下却具有完全不同的药理学活性。其中，最著名的例子就是“反应停”事件。因此，手性识别对人类健康具有重要的意义。众所周知，结构蛋白中的氨基酸均为L
‑
型氨基酸，天然存在的糖类则为D
‑
型。由于同一构型的手性分子与不同的手性材料相结合会存在亲和力的差异。因此，依据目标物质所具有的手性，按需对材料的手性进行调控就显得尤为重要。
[0003]目前关于材料手性识别能力的调控方式包括温度诱导调控、pH诱导调控、以及光诱导调控等。为了将具有手性识别能力的材料更便捷地应用于体内检测及治疗等领域，期待更温和、有效手性调控方式的提出。

技术实现思路

[0004]本公开提供了一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法及应用，生物酶具有生物相容性佳、作用条件温和、反应特异性强、催化效果高效等优势，本申请是一种新颖、温和、高效的调控方式。
[0005]第一方面，本公开提供一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)金纳米粒子
‑
D
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半胱氨酸(AuNP
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D
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Cys)溶液的制备：将氯金酸溶液、柠檬酸三钠溶液均匀混合得到混合溶液，向所述混合溶液中逐滴加入硼氢化钠溶液，后加入D
‑
半胱氨酸溶液，室温避光搅拌0.5
‑
5h，直到溶液由红色变为深紫色，得到AuNP
‑
D
‑
Cys溶液；
[0007](2)金纳米粒子
‑
D
‑
半胱氨酸/牛血清白蛋白(AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA)溶液的制备：使用移液枪移取步骤(1)得到的所述AuNP
‑
D
‑
Cys溶液，与牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲溶液均匀混合，室温避光搅拌5
‑
20h，即可得AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA溶液；
[0008](3)金纳米粒子
‑
D
‑
半胱氨酸/牛血清白蛋白/胰蛋白酶(AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/Trypsin)溶液的制备：将步骤(2)中得到的所述AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA溶液与胰蛋白酶溶液充分混合，在30
‑
50℃孵育1
‑
10h，将混合溶液离心，并使用超纯水洗涤，最终获得AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/Trypsin溶液。
[0009]本申请选择了对D
‑
酪氨酸具有高效识别能力的AuNP
‑
D
‑
Cys作为基底材料，然后将其与对L
‑
酪氨酸具有高亲和力的牛血清蛋白进行复合，从而使复合材料AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA的手性识别能力发生翻转，表现为牛血清白蛋白为主导的氨基酸对映体手性识别。由于胰蛋白酶可特异性的水解牛血清白蛋白，通过与不同浓度的胰蛋白酶孵育后，可实现AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/Trypsin手性识别能力的恢复，重新表现出对D
‑
酪氨酸的高效识别。
[0010]生物酶具有生物相容性佳、作用条件温和、反应特异性强、催化效果高效等优势。本申请所提出的基于生物酶精准调控金属纳米材料的手性识别能力的方法是一种新颖、温和、高效的调控方式。所涉及的AuNP
‑
D
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Cys、AuNP
‑
D
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Cys/BSA、AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/Trypsin均具有优异的手性识别能力，为后续调控过程的构建奠定了基础。
[0011]优选的，所述步骤(1)中，所述氯金酸、所述柠檬酸三钠、所述硼氢化钠、所述D
‑
半胱氨酸的摩尔比为(5
‑
20):(5
‑
20):(1
‑
2):(3
‑
8)。
[0012]优选的，所述步骤(1)中，所述氯金酸水溶液浓度为10
‑
50mmol/L，所述柠檬酸三钠水溶液浓度为10
‑
50mmol/L，所述硼氢化钠水溶液浓度为50
‑
200mmol/L，所述D
‑
半胱氨酸水溶液浓度为10
‑
50mmol/L。
[0013]优选的，所述步骤(2)中，所述的磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.01
‑
1mol/L，pH＝6.0
‑
8.0。
[0014]优选的，所述步骤(2)中，所述的AuNP
‑
D
‑
Cys溶液和所述牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲溶液的体积比为(1
‑
2):(5
‑
10)，所述的牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲溶液的浓度为1
‑
100mg/mL。
[0015]优选的，所述步骤(3)中，所述的AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/Trypsin溶液和所述胰蛋白酶水溶液的体积比为(1
‑
2):(1
‑
10)，所述的胰蛋白酶水溶液的浓度为0.001
‑
100mg/mL。
[0016]第二方面，本公开提供一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的应用，所述复合纳米材料应用在氨基酸对映体的电化学手性识别中，采用差分脉冲伏安法识别所述氨基酸对映体。
[0017]本申请可通过对生物酶浓度的精准调控，实现金属纳米材料手性识别能力的精确调控，进而实现基于生物酶对金属纳米材料的手性调控，达到了可按需调控金属纳米材料手性识别能力的目的。拓展了生物酶在电化学手性调控领域的应用，可为后续手性材料的按需调控提供借鉴思路，为构建具备可变对映体选择性的智能、便捷的手性传感平台开辟新的途径。
[0018]优选的，包括以下步骤：以所述AuNP
‑
D
‑
Cys、所述AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA、所述AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)金纳米粒子
‑
D
‑
半胱氨酸(AuNP
‑
D
‑
Cys)溶液的制备：将氯金酸溶液、柠檬酸三钠溶液均匀混合得到混合溶液，向所述混合溶液中逐滴加入硼氢化钠溶液，后加入D
‑
半胱氨酸溶液，室温避光搅拌0.5
‑
5h，直到溶液由红色变为深紫色，得到AuNP
‑
D
‑
Cys溶液；(2)金纳米粒子
‑
D
‑
半胱氨酸/牛血清白蛋白(AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA)溶液的制备：使用移液枪移取步骤(1)得到的所述AuNP
‑
D
‑
Cys溶液，与牛血清白蛋白的磷酸盐缓冲溶液均匀混合，室温避光搅拌5
‑
20h，即可得AuNP
‑
D
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Cys/BSA溶液；(3)金纳米粒子
‑
D
‑
半胱氨酸/牛血清白蛋白/胰蛋白酶(AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA/Trypsin)溶液的制备：将步骤(2)中得到的所述AuNP
‑
D
‑
Cys/BSA溶液与胰蛋白酶溶液充分混合，在30
‑
50℃孵育1
‑
10h，将混合溶液离心，并使用超纯水洗涤，最终获得AuNP
‑
D
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Cys/BSA/Trypsin溶液。2.根据权利要求1所述一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述氯金酸、所述柠檬酸三钠、所述硼氢化钠、所述D
‑
半胱氨酸的摩尔比为(5
‑
20):(5
‑
20):(1
‑
2):(3
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8)。3.根据权利要求1所述一种含金属纳米材料、蛋白质和生物酶复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述氯金酸水溶液浓度为10
‑
50mmol/L，所述柠檬酸三钠水溶液浓度为10
‑
50mmol/L，所述硼氢化钠水溶液浓度为50
‑
200mmol/L，所述D
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半胱氨酸水溶液浓度为10
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50mmol/L。4.根据权利要求1所述一种含金属纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊瑶，王誉杰，陈海波，李宇，孔泳，蔡文蓉，吴大同，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：