远红外陶瓷粉对精油与BSA相互作用的影响

摘要

精油和远红外陶瓷粉(cFIR)经常用于理疗或相关的保健产品,但其与生物分子间的相互作用及其机制较少被关注.在模拟生理条件下,采用光谱法与红外热成像技术,研究了cFIR对玫瑰精油(REO)与牛血清蛋白(BSA)之间相互作用的影响及其机制.荧光光谱表明,REO与cFIR均能猝灭BSA的内源性荧光;无论cFIR是否存在,REO对BSA的猝灭方式均为静态猝灭;Stern-Volmer方程拟合计算结果表明加入cFIR,使BSA与REO之间的结合位点数由0.55提高到0.96,结合常数也显著提高,说明cFIR的存在能提高REO对BSA的亲和力,且二者与BSA之间存在强有效的作用力;利用同步荧光光谱、三维荧光光谱和红外光谱探究了cFIR与REO对BSA二级结构的影响,结果表明两者会引起蛋白质周围疏水性的增加,对BSA的构象有一定的影响;另外两者主要通过与BSA形成缔合物的方式对蛋白质的内源性荧光产生影响并具有协同作用;利用F?rster非辐射能量转移理论计算临界能量转移距离R0和结合距离r,cFIR加入前后BSA与REO之间的结合距离r由1.445 nm变为1.453 nm,R0基本不变,且R0＜r,表明无论cFIR是否存在,REO对BSA荧光静态猝灭的同时也伴随着非辐射能量转移;另外,cFIR与REO在BSA的不同部位存在非竞争性结合位点,cFIR主要是通过改变BSA的构象提高精油对BSA的亲和力.采用红外热成像技术方法分析了REO和cFIR与大分子的相互作用.通过对红外热成像图的分析,表明REO可使生物分子的温度降低,而cFIR可使生物分子温度升高;另外,cFIR的加入会提高BSA-REO体系响应的温度,即热效应会增加(p<0.05).以上结果表明具有纳米尺寸效应和远红外射线辐射的纳米红外线陶瓷粉,在与精油共同作用于生物分子时,可通过形成缔合物影响体系的微环境,从而影响荧光特征与能量传递.研究结果可为精油结合远红外材料在理疗上的进一步应用及机理研究提供参考.