多壁碳纳米管的糖基化修饰及蛋白质吸附研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qiucanyu0532
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自从碳纳米管(CNTs)被发现以来,由于其具有独特的结构、奇特的性能使得它在电学、机械、化学和生物医学领域具有广泛的应用前景。但是碳纳米管本身溶解性和分散性较差,几乎不溶于水和有机溶剂,使这些潜在的应用受到很大的限制。因此,必须对碳纳米管进行修饰和功能化,使其引入新的性能,增强其溶解性和分散性,以适应其在各应用领域的需要。本文合成了一种简单的糖基两亲化合物,对碳纳米管进行表面修饰和改性,在提高碳纳米管水溶性、分散性的同时,使碳纳米管表面具有糖分子的生物性能,提高了其生物相容性,从而建立一种简单、快速、无破坏、通用的碳纳米管糖基功能化的方法,为碳纳米管在生物医学领域的应用提供了途径。1.通过N-十六烷基胺和乳糖直接反应、无需催化的方法制备了简单的糖基两亲分子N-十六烷基乳糖胺。首次将糖基表而活性剂N-十六烷基乳糖胺非共价修饰到多壁碳纳米管表面形成糖-碳纳米管复合体,用UV-is、TEM和HRTEM来表征。实验结果表明,十六烷基乳糖胺不仅能快速、高效地吸附到多壁碳纳米管表面,而且能有效地改善碳管在水溶液中的分散性能。2.选择一系列浓度的甲醇、乙醇和异丙醇溶液做十六烷基乳糖胺分散MWNTs的溶剂。用紫外可见光光度计考察了不同溶剂中十六烷基乳糖胺分敞MWNTs的效果。结果表明随着有机溶剂浓度的增大,十六烷基乳糖胺分散MWNTs的能力先增大后减小。每种醇都有一个最适浓度,甲醇为20%,乙醇为10%,异丙醇为20%。分别以这三种浓度的醇溶液及水作溶剂,十六烷基乳糖胺分散MWNTs的效果为:20%的异丙醇作溶剂最优,其次为10%乙醇,再其次是20%的甲醇,水作溶剂效果最差。3.将十六烷基乳糖胺-MWNTs复合物与牛血清蛋白作用,用园二色谱研究了复合物对牛血清蛋白结构的影响,并用公式计算蛋白质二级结构的含量。比较了不同溶剂处理得到的十六烷基乳糖胺-MWNTs复合物引起牛血清蛋白结构变化的差异,20%异丙醇处理得到的糖-MWNTs复合物引起BSA二级结构的变化最大,作用后BSA的α-螺旋可保持77.9%;10%乙醇作溶剂得到的复合物与BSA的作用后,BSA的α-螺旋则可保持80.5%;20%甲醇作溶剂得到的复合物与BSA的作用后,BSA的α-螺旋可保持83.9%,而水作溶剂得到的复合物与BSA作用后,BSA的α-螺旋仍能保持87.9%。这说明十六烷基乳糖胺-MWNTs复合物可引起BSA的二级结构发生变化,但BSA仍能保持大部分的活性。4.研究了十六烷基乳糖胺-MWNTs复合物上的乳糖残基跟刀豆球蛋白的特异性识别作用。经紫外可见光谱检测可知,十六烷基乳糖胺-MWNTs复合物上的乳糖残基能够跟蛋白上的糖受体特异性识别,与葡萄糖竞争刀豆蛋白上的结合位点。表明该糖-碳纳米管复合物在生物功能化材料、糖配体-受体检测、疾病的诊断和治疗等方面具有一定的应用前景。
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