规整性仿细胞膜结构界面的制备及其与蛋白质相互作用的研究

项目名称： 规整性仿细胞膜结构界面的制备及其与蛋白质相互作用的研究

项目编号： No.21304075

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 贾鹏翔

作者单位： 西北大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 蛋白质与生物医用材料界面的相互作用是研究该材料生物相容机理的核心问题。目前从单分子水平研究蛋白质与生物医用材料界面之间相互作用的工作非常缺乏。针对这一问题，本项目采用表面引发聚合的方法制备平整的仿细胞膜结构以及其它不同性质的界面体系，进而将蛋白质分子通过化学键固定于原子力针尖处，采用原子力力曲线方法测量蛋白质分子与上述不同界面的相互作用力；采用单分子荧光方法测量蛋白质分子在不同界面上的扩散系数，计算蛋白质分子与不同界面的摩擦力。本项目将定量测量蛋白质分子与不同性质界面体系的相互作用力，考察界面的组成、厚度、带电性质等对这一相互作用的影响，并建立蛋白质在界面上的微观行为（与界面相互作用力）与宏观性质（如吸附量，吸附牢固度等）之间的关联关系。这一研究将从分子水平揭示蛋白质分子与不同性质界面之间的相互作用规律，对于理解仿细胞膜结构材料生物相容性的本质，以及相关材料的设计、制备具有重要意义。

中文关键词： 界面；蛋白质；石英晶体微天平；表面等离子体共振；生物相容性

英文摘要： The interactions between proteins and interfaces of biomedical materilas is the role problem to understand the bio-compatible mechanism of thses materilas. As far as we know, the research about the interaction between the biomaterials interfaces and proteins or other bio-macromolecules at single molecule level is very lack. In order to solve this problem, well-defined cell outer membrane mimetic interfaces and other interfaces will be fabricated by surface-initiated atom transfer radical polymerization(ATRP). The structure and morphology of the interfaces will be characterized by AFM, SEM. The protein (bovine serum albumin, BSA) will be attached to the AFM tips by chemical bonds. The interaction between BSA and different interfaces will be measured by force curve measured by atomic force microscope. The diffusion coefficients of BSA at different interfaces will be measured by single-molecule fluorescence methods. In this project, the interaction between BSA and different interfaces will be measured quantitively. Several factors, such as interface composition, thickness, charge, on the interaction will be investigated. A relationship between microscopic properties(diffusion coefficient, interaction force with interfaces) and macroscopic properties(adsorption amount) of protein will be established. This research w

英文关键词： interfaces；protein；quartz crystal microbalance；surface plasmon resonance；biocompatibility