[发明专利]一种牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针及其制备方法和应用。将牛毛角蛋白作为稳定剂与Ag离子配位，采用氢氧化钠还原方法制备获得牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针。本发明使用牛毛角蛋白为稳定剂制备了一种新的Ag纳米颗粒探针，第一次实现了使用贵金属纳米颗粒对BSA的检测，而且检测非常灵敏，该探针也可以实现对生物硫醇的检测。

技术领域：

本发明属于牛血清白蛋白检测领域，具体涉及一种牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针及其制备方法，以及使用该探针检测牛血清白蛋白和生物硫醇的方法。

背景技术：

由于蛋白质具有有效的螯合和功能化基团(氨基、羧基和硫醇基等)，与贵金属有很强的亲和能力，因此多种蛋白质被用于合成贵金属纳米团簇或者纳米颗粒，如牛血清白蛋白(BSA)、溶菌酶、胰蛋白酶、鸡蛋清等。以蛋白质为还原剂和稳定剂制备的贵金属金纳米簇或者纳米颗粒，其制备方法简单温和、绿色无污染，为其他蛋白质的研究提供了依据。

角蛋白主要存在于羊毛、牛毛、羽毛、头发、指甲、角和蹄中(质量分数高达90％以上)，是最丰富和未充分开发的蛋白质来源。据统计，全球每年来自于屠宰业(如动物毛、角和羽毛)和纺织工来的废弃角蛋白分别高达860万吨和250万吨。角蛋白材料不仅产量丰富，而且机械性能优良。角蛋白大分子的分子量超过10kDa，约含有7-20％的半胱氨酸残基，具有有效的螯合和功能化基团，与贵金属有很强的亲和能力，因此我们选用角蛋白为保护基团用于合成贵金属纳米颗粒。该方法成合成的贵金属纳米颗粒具有良好的生物相容性，在生物医学领域中具有巨大的应用价值。

近年来，研究者使用BSA作为保护剂，合成了各种各样的贵金属纳米团簇荧光探针，实现了对生物硫醇、蛋白以及金属离子等一系列物质的检测。原理均为对牛血清蛋白所保护的贵金属纳米团簇的荧光猝灭作用。但是使用贵金属纳米团簇对于牛血清白蛋白的检测至今未有报道。

发明内容：

本发明的目的在于用廉价的废弃牛毛角蛋白为保护基团，采用氢氧化钠还原方法成功制备一种牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针，并使用该探针，成功应用于BSA和生物硫醇的检测。

本发明的目的在使用废弃牛毛角蛋白保护的Ag纳米颗粒探针检测BSA和生物硫醇。检测原理为：废弃牛毛角蛋白保护的Ag纳米颗粒探针本身没有荧光，与BSA作用后出现荧光，而且该荧光出现在近红外区(约在710nm左右)。结果可能是如下原因：BSA与Ag有更强的配位能力，将大分子量的角蛋白替代下来，生成了BSA保护的发光Ag纳米团簇；也有可能是大分子量的角蛋白与Ag配位时存在很大的位阻，配位后有一些Ag暴露在表面，加入BSA后，与BSA发生配位，尽而发出荧光。而且该探针与L-半胱氨酸(Cys)、谷光甘肽(GSH)和高半胱氨酸(Hcy)等生物硫醇作用后也发出荧光，该荧光出现在约在410nm左右。原理是因为生物硫醇都是小分子，而且均具有超强配位能力的-SH键，可将探针上的牛毛角蛋白替代下来，近而发出了牛毛角蛋白自身的荧光，实现了对生物硫醇的检测。

本发明的牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针，是通过以下方法制备的：

将牛毛角蛋白作为稳定剂与Ag离子配位，采用氢氧化钠还原方法制备获得牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针。

优选，所述的Ag离子是以AgBF₄形式加入。

优选，所述的牛毛角蛋白和AgBF₄的用量质量比是40-250：9.75。

优选，所述的牛毛角蛋白是废弃牛毛角蛋白。

优选，具体步骤为：

将牛毛角蛋白、AgBF₄和氢氧化钠按照质量比40-250：9.75：20的比例加入到水中，搅拌反应获得牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针。

本发明还提供了上述牛毛角蛋白保护的银纳米颗粒探针在检测BSA或生物硫醇中的应用。