以工程大肠杆菌为模型探究不同修饰剂对纳米粒子生理毒性的影响

摘要

纳米荧光探针因为其良好的光学性能，被人们广泛应用于生物检测、生物传感、成像分析、癌症检测、药物传递及治疗等领域，而生物相容性一直是其应用的一个瓶颈。对纳米荧光探针生理毒性的探究，将指导研究者们更加有效的开发安全无毒的新型纳米材料，并加快其在临床应用中的推广。本文以目前广泛应用的CdTe量子点、荧光金纳米团簇（金簇）、荧光银纳米团簇（银簇）为研究对象，合成了巯基乙酸TGA、谷胱甘肽GSH和半胱氨酸Cys三种不同修饰剂的CdTe量子点;牛血清蛋白BSA、二氢硫辛酸DHLA和谷胱甘肽GSH三种不同修饰剂的金簇;巯基乙酸TGA和牛血清蛋白BSA两种不同修饰剂的银纳米粒子，并以工程大肠杆菌作为检测模型，对这些纳米材料的生理毒性进行了检测。
　　1.利用一锅水热法合成了TGA-CdTeQDs，GSH-CdTeQDs，Cys-CdTeQDs三种不同修饰的量子点，并用荧光发射光谱，紫外-可见吸收光谱，透射电子显微镜等手段对三种量子点进行了表征;利用能够表达外源蛋白GST的工程大肠杆菌BL21/DE3作为检测量子点毒性的模板，将量子点与工程大肠杆菌进行混合培养，通过SDS-PAGE检测大肠杆菌的GST蛋白表达量，来评估三种量子点对工程大肠杆菌毒性的大小，结果显示:TGA-CdTeQDs使工程大肠杆菌的蛋白表达量急剧降低，而GSH-CdTeQDs，Cys-CdTeQDs未使工程大肠杆菌蛋白表达量出现明显降低，显微镜及扫描电镜结果表明TGA-CdTeQDs会导致大肠杆菌形态由棒状变成杆状。在此基础上，对大肠杆菌产生生理毒性的原因进行了探究，证实表面修饰试剂对大肠杆菌毒性起着重要的作用。
　　2.利用化学还原法合成了BSA-AuNCs、DHLA-AuNCs、GSH-AuNCs三种不同修饰剂的金簇，以及TGA-AgNPs、BSA-AgNCs两种不同修饰的银纳米粒子，对这些纳米材料进行了荧光发射光谱，紫外-可见吸收光谱，透射电子显微镜的表征，并用工程大肠杆菌BL21/DE3作为检测模型，将三种不同金簇以及两种不同银纳米粒子与工程大肠杆菌进行混合培养，并通过SDS-PAGE对工程大肠杆菌的GST蛋白的表达量进行检测，以此来评估了这几种纳米材料的毒性，结果显示:三种金簇与两种银纳米粒子在实验设计浓度范围内都未使工程大肠杆菌的蛋白表达量出现明显下降，未表现出明显的细胞毒性。

目录

声明

摘要

简略词表

第一章 绪论

1 量子点及贵金属纳米簇简介

1．1 量子点性质

1．2 贵金属纳米簇简介

2．量子点及贵金属纳米簇的合成方法

2．1 量子点的合成

2．2 贵金属纳米簇的合成

3．量子点及贵金属纳米簇在生命科学中的应用

3．1 量子点在生命科学中的应用

3．2 贵金属纳米簇在生命科学中的应用

4．量子点及贵金属的生物毒理研究

4．1 量子点的生物毒理研究

4．2 贵金属纳米团簇的毒理研究

5．课题的设计思想及意义

第二章 以工程大肠杆菌为模型探究TGA、GSH、Cys三种不同修饰剂对CdTe量子点的生理毒性的影响

1．前言

2．试剂与主要仪器

2．1 试剂

2．2 主要仪器

3 实验方法

3．1 大肠杆菌培养试剂配制

3．2 SDS-PAGE相关试剂的配置

3．3 量子点合成

3．4 大肠杆菌的培养

3．5 SDS-PAGE凝胶电泳分析

3．6 大肠杆菌电镜分析

3．7 大肠杆菌显微图片分析

4．结果与讨论

4．1 三种不同修饰的量子点的合成及表征

4．2 三种不同修饰量子点处理后大肠杆菌SDS-PAGE凝胶电泳图片

4．3 量子点处理后大肠杆菌的SEM图片以及显微图片

4．4 不同尺寸量子点对大肠杆菌的影响

4．5 量子点毒性机理探究

5．结论

第三章 以工程大肠杆菌为模型探究不同修饰剂对金簇，银簇的生理毒性的影响

1．前言

2．试剂与主要仪器

2．1 试剂

2．2 主要仪器

3 实验方法

3．1 金簇的合成

3．2 银纳米粒子合成

3．3 大肠杆菌的培养，显微分析，SDS-PAGE凝胶电泳分析

4．结果分析与讨论

4．1 三种不同修饰金簇的表征

4．2 三种不同修饰金簇的电镜图

4．3 三种不同修饰金簇处理后大肠杆菌SDS-PAGE凝胶电泳图片

4．4 金簇处理后大肠杆菌的显微图片

4．5 TGA-Ag NPs与BSA-Ag NCs的表征

4．6 TGA-Ag NPs与BSA-Ag NCs的电镜表征图

4．7 TGA-Ag NPs与BSA-Ag NCs处理后大肠杆菌SDS-PAGE凝胶电泳图片

4．8 TGA-Ag NPs与BSA-Ag NCs处理后大肠杆菌的显微图片

5．本章小结

全文总结与展望

参考文献

致谢

附录