肽-表面活性剂动态自组装体系制备纳米粒子研究

探索肽-表面活性剂动态自组装体系对无机纳米粒子尺寸和形貌的调控机理，对于纳米材料的高效制造和生物高分子材料功能开发具有重要的科学意义和实用价值。动态自组装体系作为仿生制备无机纳米粒子的方法正备受青睐。本项目旨在以肽（MS14、NH2-Leu-Aib-Trp-OMe、Boc-Leu-Aib-Trp-OH或大豆蛋白肽）-表面活性剂（烷基硫酸盐或烷基三甲基溴化铵）动态自组装体系为基础，采用多种光谱术和各类电镜技术等研究手段，通过考察金属离子（特别是贵金属离子）、肽、表面活性剂三者对该自组装体系空间结构和尺度的影响，探索该自组装体系分别与金属离子和纳米粒子间作用部位和方式，以及该体系空间结构和尺度或肽种类与无机纳米粒子尺寸和形貌间的关系，揭示肽-表面活性剂自组装体系调控无机纳米粒子形貌和尺寸的机理，并建立一种环境友好，常温常压等温和条件下合成形貌可控的无机纳米粒子的方法。

探索肽-表面活性剂动态自组装体系对无机纳米粒子尺寸和形貌的调控机理，对于纳米材料的高效制造和生物高分子材料功能开发具有重要的科学意义和实用价值。本项目旨在以肽-表面活性剂动态自组装体系为基础开展研究。首先，利用表面张力法、荧光探针法、激光光散射、NMR技术和红外光谱等方法探索有金、银、镍或铜等金属离子参与的自组装体系中表面活性剂聚集数、自组装体系的尺度变化规律、微观作用部位等。研究结果显示：在溶液中肽与表面活性剂之间有相互作用；肽-表面活性剂体系中表面活性剂分子的个数随着表面活性剂浓度增加而增加，其体积随表面活性剂浓度增加而上升；金属离子可使混合胶束中的表面活性剂分子增加，从而影响其结构。该结构的变化可能对被制备的无机纳米粒子形貌产生影响。其次，调控有上述金属离子参与的肽-表面活性剂自组装体系的空间结构，并采用自还原、光化学或化学等方法合成各种尺度与形状的无机纳米粒子。研究显示：利用肽-表面活性剂自组装体系可方便地导向性合成球、多足、覆盆子、多枝、线、片以及珊瑚形的金纳米结构，制备近球形的银和铜等无机纳米粒子；利用该自组装体系方便地建立了一种环境友好、温和条件下合成形貌可控的无机纳米粒子的方法。. 本项目研究生物材料大豆肽或人工合成肽等短链肽类与表面活性剂的相互作用，并使用天然提取物（大豆肽）为原料制备无机纳米粒子，该部分研究在国内外尚未见报导；研究显示，肽-表面活性剂自组装体系在调控金纳米尺寸和形貌方面效果非常显著。本项目制备的金纳米粒子具有一定的催化性能；在食品安全检测领域特别是表面增强拉曼光谱方面具有潜在的应用价值。研究发现与肽-表面活性剂自组装体系类似的有机分子如聚乙二醇（环糊精、羧甲基纤维素钠）-表面活性剂体系同样可用于调控金等无机纳米粒子形貌，已经合成出了罕见的多孔金微米片、网等特殊形貌的金纳米材料，在近红外吸收和表面增强拉曼光谱研究等方面有潜在应用价值。