金电极表面细胞色素c的LSPR吸收光谱变化
基于静电吸引作用的分子自组装技术可以快速、简单地将各种组分均匀地组装到薄膜中, 形成致密有序的功能化分子组装体系. 静电自组装技术不仅可以用于研究界面粒子转移、分子间相互作用等自然科学基本问题,还可以作为表面改性技术, 实现薄膜的光、电、磁等功能, 用于新型生化微传感器, 具备理论和应用的双重意义.
自Mirkin等首次构筑了脱氧核糖核酸与金纳米粒子生物纳米复合体系以来, 利用金纳米粒子进行光学生化传感一直是近年来的研究热点. 细胞色素c是一种含有血红素配体的生物氧化还原蛋白, 在线粒体呼吸链中有传递电子的重要作用. Zare等首次利用纳米金粒子比色法测定了不同pH时酵母菌细胞色素c的构象变化. Francoet等曾分别研究了酵母菌和马心细胞色素c在纳米金复合体系中的表面性质. 他们的研究工作指出细胞色素c能够与纳米金通过静电作用形成自组装复合薄膜.
中国科学院电子学研究所祁志美等人利用该技术实时、原位监测纳米金与细胞色素c的静电自组装过程, 发现随着吸附层数的增加, 纳米金粒子吸附层产生的局域等离子体共振(LSPR)吸收峰发生了红移, 而且在横磁(TM)模式下的红移比横电(TE)模式下的红移更快; 细胞色素c 在纳米金表面的吸附导致LSPR吸收峰的峰位和强度在TM模式下显著红移和升高, 相比之下, TE模式下的LSPR吸收峰无明显变化. 对实验数据的分析验证了纳米金在细胞色素c单分子层表面的吸附动力学行为遵循扩散控制模型, 细胞色素c在纳米金单粒子层表面的吸附动力学行为遵循Langmuir等温吸附模型, 进一步估算了细胞色素c在纳米金表面的吸附速率常数、脱附速率常数和吸附自由能.