СИНТЕЗ И ФОТОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КЛАСТЕРОВ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ БЕЛКАМИ АЛЬБУМИНОВОЙ ГРУППЫ

Содержание

Введение 3
Литературный обзор 4
Методы исследования и используемые материалы 10
Используемые системы и их подготовка к исследованию 10
Сывороточные альбумины 10
Стационарная люминесценция 11
Время жизни люминесценции 12
Результаты и обсуждение 14
Определение оптимального протокола синтеза 14
Измерение времени жизни люминесценции 18
Влияние кислотности среды на флуоресценцию 20
Заключение и выводы 22
Благодарности 23
Используемая литература 24

Введение

В настоящее время принято называть частицы размером от 2 нм до 100 нм наночастицами, частицы размером меньше, чем 2 нм - нанокластерами, а меньше 1 нм - суб-нанометровыми кластерами [1]. Из-за малого размера нанокластеров и суб-нанометровых кластеров, их синтез и очистка представляют собой более сложную задачу, в отличие от случая металлических наночастиц. Между тем, из-за своей малости, металлические кластеры суб-нанометрового размера обладают различными свойствами отличными от свойств более крупных наночастиц. Наибольший интерес вызывают люминесцирующие нанокластеры благородных металлов, таких как золото и серебро. Прекрасные спектральные свойства, высокая фотостабильность, низкая токсичность и высокая биосовместимость, а также антибактериальные свойства серебра делают серебряные нанокластеры одними из лучших кандидатов для биоимиджинга.
Несколько десятилетий научные группы по всему миру занимаются изучением металлических нанокластеров, стабилизированных различными биополимерными матрицами, такими как: ДНК [2], белки [3], дендримеры [4], полимеры [5]. Однако, нанокластеры благородных металлов, синтезированные на белках, на сегодняшний день изучены крайне мало. К настоящему времени достигнуты значительные успехи в понимании механизма синтеза и флуоресценции таких уникальных объектов, но многие вопросы до сих пор остаются открытыми, например, оптимальный протокол синтеза (с точки зрения максимальной интенсивности люминесценции) и влияние pH среды на флуоресценцию. В данной работе были найдены ответы на упомянутые выше вопросы.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

В данной работе были исследованы серебряные нанокластеры на белках альбуминовой группы: бычий сывороточный альбумин, человеческий сывороточный альбумин и лошадиный сывороточный альбумин. Определен оптимальный протокол синтеза, то есть такое соотношение реагентов, при котором наблюдается максимальная интенсивность флуоресценции. Для БСА это 10 атомов серебра на одну молекулу белка при концентрации в растворе 25 мг/мл, для ЧСА и ЛСА - 14 атомов серебра на одну молекулу белка при концентрации в смеси 25 мг/мл.
Определена оптимальная точка pH среды для серебряных нанокластеров, стабилизированных альбуминовой матрицей, она оказалась равной 12.1 для БСА и 12.3 для ЧСА. Возможно, при таких значениях pH среды возникает большее число мест связывания молекул белка с атомами серебра.
Измерено время жизни флуоресценции образовавшихся нанокластеров. Кривые затухания флуоресценции указывают на образование двух типов кластеров с временами жизни близкими к 2 и 6.5 нс.
В дальнейшем, представляет большой интерес исследовать влияние вторичной и третичной структур матрицы на интенсивность испускания и эффективность образования кластеров. Помимо этого, важной целью является уточнение «оптимального протокола» синтеза.

Литература

1. Yizhong Lu, Wei Chen, Sub-nanometre sized metal clusters: from synthetic challenges to the unique property discoveries. Chem. Soc. Rev., 2012. 41, p: 3594-3623.
2. Richards C. I., Choi S., Hsiang J. C., Antoku Y., Vosch T., Bongiorno A., Tzeng Y. L., Dickson R. M., Oligonucleotide-stabilized Ag nanocluster fluorophores. J. Am. Chem. Soc., 2008. 130, p: 5038-5039.
3. Xie J. P., Zheng Y. G., Ying J. Y., Protein-Directed Synthesis of Highly Fluorescent Gold Nanoclusters. J. Am. Chem. Soc., 2009. 131, p: 888-889.
4. Han Wang, Linfeng Zheng, Rui Guo, Chen Peng, Mingwu Shen, Xiangyang Shi, and Guixiang Zhang, Dendrimer-entrapped gold nanoparticles as potential CT contrast agents for blood pool imaging. Nanoscale Res Lett., 2012. 7(1), p: 190-197.
5. Duan, H. W., Nie, S. M., Etching Colloidal Gold Nanocrystals with Hyperbranched and Multivalent Polymers: A new Route to Fluorescent and Water-Soluble Atomic Clusters. J. Am. Chem. Soc., 2007. 129, p: 2412-2413.
6. Zhen Chen, Dongtao Lu, Zongwei Cai, Chuan Dong and Shaomin Shuang, Bovine serum albumin-confined silver nanoclusters as fluorometric probe for detection of biothiols. Luminescence, 2014. 29, p: 722-727.
7. Chen X, Zhou Y, Peng X, Yoon J., Fluorescent and colorimetric probes for detection of thiols. Chem Soc Rev, 2010. 39, p: 2120-2135.
8. Ning Zhang, Yanmei Si, Zongzhao Sun, Lijun Chen, Rui Li, Yuchun Qiao, and Hua Wang, Rapid, Selective, and Ultrasensitive Fluorimetric Analysis of Mercury and Copper Levels in Blood Using Bimetallic Gold-Silver Nanoclusters with “Silver Effecf’-Enhanced Red Fluorescence. Anal Chem, 2014. 86, p: 11714-11721.
9. Weihua Ding, Saipeng Huang, Lingmei Guan, Xianhu Liu and Zhixun Luo, Furthering the chemosensing of silver nanoclusters for ion detection. RSC Adv., 2015. 5, p: 64138-64145.
10. Bryan Calderon-Jimenez, Monique E. Johnson, Antonio R. Montoro Bustos, Karen E. Murphy, Michael R. Winchester and Jose R. Vega Baudrit, Silver Nanoparticles: Technological Advances, Societal Impacts, and Metrological Challenges. Frontiers in Chemistry, 2017. 5, 6.
11. Лакович Дж., Основы флуоресцентной спектроскопии, пер. с англ., Москва «Мир», 1986.