金纳米壳的生物制造和组装及其与蛋白质的相互作用研究

本项目将在本课题组前期研究工作的基础上，探索基于酶催化反应介导的金纳米壳生物制造新方法与新工艺，定制不同尺寸、形貌和表面性质的金纳米壳结构，建立金纳米壳的组装和表征方法，揭示不同尺寸、形貌和表面性质金纳米壳结构与器件的表面等离子效应和增强光谱效应等的演变规律，研究定制的金纳米壳与几种代表性蛋白质分子，如：细胞色素C、血纤维蛋白原、抗乙型肝炎表面抗原及其抗体以及枯草杆菌蛋白酶等的相互作用。对金纳米壳结构的制造和组装新方法与新工艺的探索及其与蛋白质分子相互作用机制的阐明，将为真正实现金纳米壳材料的生物医学应用提供理论基础，有望提供新型的纳米生物传感器、生物相容性功能纳米器件、高效给药载体和新型治疗方法等。

在执行项目的3年时间里，研究了有序金纳米壳阵列的生物制造方法及其制造过程中前体复合结构的形貌与光学性质变化的演变规律，将其应用于抗氧化水平评价及酶活力检测等生物传感分析领域；发展了一种新的湿化学方法可控制造二维、三维有序金属纳米阵列结构；研究了金纳米结构阵列基底在表面增强拉曼光谱生物传感中的应用。创新点包括：(1) 利用酶催化方法制备二维、三维有序金纳米壳阵列复合材料，这是一种绿色无污染的生物制造方法；(2) 将有序金纳米壳阵列应用于抗氧化剂清除H2O2能力的评价分析中，将纳米制造技术拓展到一个全新的与健康、食品质量检测相关的研究领域；(3) 以三维有序金纳米壳阵列为载体制备了单、多层有序多孔金纳米材料，通过对有序金纳米壳阵列及多孔金纳米材料表面修饰，利用表面增强拉曼光谱技术实现了生物分子的定性、定量检测。结果表明：光谱纳米制造是一个非常有应用前景的研究方向。已发表标注基金号SCI论文21篇，获国家发明专利授权5项，申请国家发明专利3项。