使用消耗法对溶液分散无机纳米颗粒进行短肽吸附研究

蛋白质和肽与无机材料的相互作用是一种基础现象，对纳米技术、生物材料和生物技术具有影响。理解这种现象的第一步是揭示基本的物理化学常数，如吸附常数、吉布斯自由能、熵、熵和有限吸附，这些常数可以通过建立吸附等温来评估。然而，从液相的吸附受到动力学、表面容量、pH和比较吸附的限制，在设置实验之前，所有吸附都应当有意识地考虑。

在这段视频中，我的同事埃琳娜·科里纳和谢尔盖·奈弗特将介绍二肽吸附在溶液中的物理化学研究，分散二氧化钛覆盖制备功能，这将有助于避免研究人员在进行相关实验时可能面临的隐藏风险。将183毫克二肽放入无菌聚合物试管中，用双蒸馏水稀释至约35毫升，并在室温下剧烈搅拌溶解。如果二肽不溶解在双蒸馏水中搅拌，请将二肽溶液放入超声波浴中并进行声波处理几分钟。

将肽预溶解溶液的pH值调整为7.4，在室温下搅拌时，在二肽溶液中小心地加入 MES 或氢氧化钠溶液，用 pH 计监测 pH 值。调整 pH 后，将溶液倒入测量缸中。冲洗试管，用双蒸馏水填充测量缸，使最终浓度达到 16 毫升。

使用双蒸馏水稀释16毫摩尔二肽溶液，以浓度在0.4至12毫摩尔之间准备二肽稀释。例如，为了准备8毫摩尔二肽溶液，在16毫摩尔二肽溶液中加入7毫升双蒸馏水。稀释后，将pH调至7.4，在二肽溶液中加入 MES 或氢氧化钠的滴解。

调整 pH 后，将溶液倒入测量缸中。冲洗试管，用双蒸馏水填充测量缸，使浓度达到8毫摩尔。其他稀释二肽库存溶液也相应准备。

最后，我们得到一排二肽稀释准备吸附研究。准备 10 毫摩尔 MES 缓冲液。搅拌后用三氢氧化氢将将pH调整为7.4，用pH米监测pH。

此解决方案将用于单独准备。在砂浆中研磨约200毫克纳米晶体氧化钛至少5分钟。重40毫克研磨二氧化钛纳米颗粒。

使用实验室将烧瓶放入声波浴中。使用玻璃漏斗将二氧化钛研磨在 20 毫升 MES 缓冲液中，并在超声波浴中声波加入烧瓶 20 分钟。将恒温器设置为所需的温度。

在标记的吸附小瓶中加入一毫升的二氧化钛气化鞋底。将标记的吸附小瓶放在由发泡胶制成的简易浮动装置中，并放入恒温器中，使温度平衡至少五分钟。之后，在相应的标记吸附小瓶中加入一毫升二肽稀释剂，确保所有混合溶液具有相同的温度。

将获得的吸附样品系列保持24小时，以达到吸附平衡。在恒温器过程中，偶尔会搅动氧化钛分散剂。为了避免温度引起的再平衡，一次从恒温器中拿出一个样品进行过滤。

用注射器从每个玻璃瓶中取样二肽溶液。从注射器中取下针头，放在注射器过滤器上，将二肽溶液过滤到玻璃瓶中。使用其他浓度的样品重复过滤。

现在，这些示例已准备好进行分析。在醋酸三叶（Acetonitrile）中制作50毫升TFA溶液。在测量缸中尖刺 0.34 毫升 TFA，并在室温下将溶液体积调整为 50 毫升，并配有乙酰三叶酸。

准备派生解决方案。在测量缸中斯派克299微升苯二甲酸酯和347微升三乙胺，并在气缸中加注50毫升的乙酰胺。在进行高性能液相色谱分析之前，使用色谱小瓶中的 Edman 试剂对样品进行推导。

将样品的 400 微升与 400 微升的衍生试剂混合。将样品保持60度15分钟。加热后，用225微升TFA溶液中和样品，等待几分钟将样品冷却至室温。

使用 HPLC 分析确定吸附前和之后二肽溶液的浓度。开始分析样品，条件由软件设置。吸附后从平衡二肽浓度的吸附的依赖性，吸附等温根据获得的实验数据绘制。

利用亨利模型对二肽吸附的测量数据进行处理。平衡结合常数是从二肽吸附对二肽平衡浓度的依赖性斜率中获得的。van't Hoff 方程用于确定每个温度的标准吉布斯自由能量。

在自由能量与温度的图中绘制，我们确定 enthalpy 是线性图形的拦截，具有二肽的自由能量轴。每个温度的熵变化是根据基本方程确定的。表1中列出了平衡结合常数、标准吉布斯自由能、二肽的熵和熵的计算值。

从损耗数据吸附等温结构仍然是最可用的方法，不需要昂贵的设置，提供详尽的物理化学数据，字面上每一个可溶性。结合光谱或计算机数据，在接触无机纳米粒子时，可以揭示生物分子复杂行为的基本结构特征。