摘要
贵金属纳米颗粒由于其在纳米尺度上的物理特性，拥有独特的光学性质，如表面等离子共振散射、拉曼散射、耦合效应等，其在药物检测分析、生物成像、药物治疗、数据存储和传感检测等领域具有广泛地应用前景。其中局域表面等离子共振技术是指贵金属纳米颗粒被比其尺寸更大的波长照射时，会引起入射光所激发的贵金属纳米颗粒表面电子集体振荡，这种相干振荡会产生一个强的光散射并在光谱上会有一个强的吸收峰。散射峰的强度以及峰位置依赖于纳米颗粒的形状、尺寸、结构以及周围介质的折射率。借助结合暗视野显微镜（DarkFieldMicroscopy，DFM）的作用，可以进一步对局域表面等离子共振散射光谱研究，促进了表面等离子共振技术在生物传感、检测等方面的应用。 本论文主要以贵金属纳米颗粒为基体，利用Au-S或者Ag-S键组装技术将带自由巯基的蛋白质固定于探针表面，由于蛋白质结构变化导致的折射率变化可以显著影响到等离子激元散射光谱峰位置，从而可构建出高灵敏纳米等离子激元蛋白质构型传感器。该传感器可用于对蛋白质展开和折叠过程的实时、高灵敏地稳定监测。并且利用蛋白质的变性的可逆性，达到了对蛋白质构型变化的循环检测的效果。 首先，利用种子生长法制备金球，再在外包覆一层银方，合成了金核银方纳米粒子（Au@Agnanocube，Au@AgNC），作为光学纳米探针。然后利用牛血清蛋白所自带的自由巯基通过Au-S或者Ag-S化学键，构建了Au@AgNCs-蛋白质组装体生物传感器。分别以透射电子显微镜（TEM），紫外-可见光吸收（Uv-vis）、暗视野显微镜（DFM）等手段对其进行系列表征。表征结果显示，所构建的纳米结构与实验结果一致。并以所构建的光学纳米探针合成组装体生物传感器，利用变性剂对蛋白质变性具有可逆性这一原理，实现了对蛋白质构型展开过程和重折叠过程循环检测，并且做到了实时、稳定、灵敏的检测。并且基于上述所构建稳定的Au@AgNCs-蛋白质组装体生物传感器，利用不同的变性条件使蛋白质变性，探讨了其组装体生物传感器对温度变化对蛋白质构型变化的检测，研究了温度对牛血清蛋白的影响。 其次，利用晶种介导生长法制备了一系列长径比为1-5的金纳米棒（Aunanorods，AuNRs），考察了添加不同量的硝酸银对金纳米棒生长的影响。接着选取较小的长径比的金纳米棒作为光学纳米探针，通过Au-S键的作用，构建了AuNRs-蛋白质组装体生物传感器，并以透射电子显微镜（TEM），紫外-可见光吸收（UV-vis）、暗视野显微镜（DFM）等手段对其进行表征。基于蛋白质变性作用的可逆性的原理，利用所构建的AuNRs-蛋白质组装体生物传感器对蛋白质的变性去折叠-复性折叠这一过程的检测，实现了实时、稳定、灵敏的检测。并且探讨了其组装体生物传感器对pH变化对蛋白质构型变化的检测，研究了pH对牛血清蛋白的影响。 最后，讨论了以不同纳米颗粒作为光学探针，结合LSPR技术，实现对蛋白质结构变化的检测，表明了将局域表面等离子共振应用于蛋白质结构动态变化研究的可能性。
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