基于蛋白和多肽为模板的贵金属纳米簇合成研究

doi:10.6023/A14080568

化学学报 ›› 2014, Vol. 72 ›› Issue (12): 1209-1217.DOI: 10.6023/A14080568 上一篇下一篇

综述

基于蛋白和多肽为模板的贵金属纳米簇合成研究

杨维涛^a, 郭伟圣^a, 张兵波^b, 常津^a

a. 天津大学材料学院纳米生物技术研究所天津市材料复合与功能化重点实验室天津 300072;
b. 同济大学附属东方医院转化研究中心同济大学医学院生物医学工程与纳米科学研究院上海 200092

投稿日期:2014-08-05 发布日期:2014-10-10
通讯作者: 张兵波, 常津 E-mail:jinchang@tju.edu.cn;bingbozhang@tongji.edu.cn
作者简介:杨维涛, 2012级硕博连读生, 主要研究方向为多肽模板法合成多功能贵金属纳米簇, 以及基于近红外CuInS2量子点的多功能荧光纳米探针的设计与合成、MRI造影剂等方面.郭伟圣, 2012级博士, 2010年毕业于天津大学, 取得材料工学学士学位.主要研究方向集中于无毒近红外量子点的制备、多功能纳米探针的设计及其在肿瘤诊断方面的应用.2013年, 作为联合培养博士公派前往美国国立卫生研究院(NIH)深造学习, 目前致力于研究纳米颗粒与生物分子的相互作用.
基金资助:
项目受国家自然科学基金(No.81371618)和上海市教委科技创新重点项目(14ZZ039)资助.

Synthesis of Noble Metal Nanoclusters Based on Protein and Peptide as a Template

Yang Weitao^a, Guo Weisheng^a, Zhang Bingbo^b, Chang Jin^a

a. Institute of Nanobiotechnology, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin Key Laboratory of Composites and Functional Materials, Tianjin 300072;
b. Research Center for Translational Medicine, East Hospital, The Institute for Biomedical Engineering & Nano Science, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200092

Received:2014-08-05 Published:2014-10-10
Supported by:
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 81371618) and Key Innovation Project of Shanghai Municipal Education Commission (14ZZ039).

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摘要/Abstract

贵金属(Au, Ag, Pt等)纳米簇通常指的是由几个到约一百个原子组成的分子聚集体, 具有生物相容性好、超小尺寸(<2 nm)以及优异的物理化学性质, 尤其是能发出较强荧光等特点引起了人们的广泛关注. 目前多种贵金属纳米簇的合成方法已相继被报道, 且已应用于生物荧光成像、电化学发光、生物传感器以及细胞标记等多个领域. 本文共分为五部分, 首先重点介绍近几年兴起的以蛋白和多肽为模板来合成纳米簇的方法及优点, 并随后总结列举了文献中所采用的蛋白以及自主设计的多肽组分序列的类别, 随后探索了蛋白和多肽中的特定氨基酸与合成的贵金属纳米簇的荧光波长、量子产率、粒径之间的联系. 本文最后总结阐述了蛋白和多肽为模板成功合成贵金属纳米簇的先决条件并对其生物医学应用前景进行了展望.

关键词: 贵金属, 纳米簇, 蛋白, 多肽, 荧光

Noble metal nanoclusters (NMNCs) are the molecular aggregates, which are composed of several to one hundred atoms, and possess good biocompatibility, ultra small size (smaller than 2 nm), excellent physical and chemical properties, especially the strong photoluminescence, have aroused people's wide concern. Currently various kinds of methods to synthesize the NMNCs have been reported, and the NMNCs have been applied in many fields, such as bioimaging, electrochemiluminesence (ECL), biosensor and cell labeling. After BSA was the first protein to synthesize the Au nanoclusters, subsequently other kinds of similar protein and self-designed peptide appear. This review focuses on the advantages of this emerging method in recent years that choosing the protein and peptide as the template, simultaneously lists the protein and the peptide sequence reported in recent years, and explores the connection between the specific amino acids composition of protein or peptide and the wavelength, quantum yield (QY), size of NMNCs. In the end, we explain the prerequisits possessed of protein and peptide in synthesizing the NMNCs as well as predict the further development and the future of this synthesis method based on the protein and peptide as the template in the biomedical application.

Key words: noble metal, nanocluster, protein, peptide, fluorescence

引用此文

杨维涛, 郭伟圣, 张兵波, 常津. 基于蛋白和多肽为模板的贵金属纳米簇合成研究[J]. 化学学报, 2014, 72(12): 1209-1217.

Yang Weitao, Guo Weisheng, Zhang Bingbo, Chang Jin. Synthesis of Noble Metal Nanoclusters Based on Protein and Peptide as a Template[J]. Acta Chimica Sinica, 2014, 72(12): 1209-1217.

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