不含(上列)和含(下列)Cyt c的Au NPs 照片
自从1996年Mirkin等首次构筑了脱氧核糖核酸(DNA)-金纳米粒子(Au NPs)生物纳米复合体系以来, 近年利用Au NPs作为光学生物传感器成为研究热点. 鉴于其不同聚集状态时颜色不同, AuNPs比色测定已经广泛应用在金属离子、DNA、酶、蛋白质的检测和作用原理研究中. 细胞色素c(Cytc)是中心为血红素结构的低分子量蛋白,在细胞呼吸链中担负着传递电子的重要作用. 在不同条件(如pH 值、温度及氧化还原性物质共存)下,Cyt c有着不同的构象. 研究Cyt c的构象变化对于理解其构象和其在生物分子中的功能之间的关系有着至关重要的作用. Zare等利用Au NPs比色测定了不同pH时酵母菌细胞色素c (Cyt c)的构象变化, 这也是第一次利用Au NPs比色测定蛋白质的构象变化. 而Francoet等分别研究了酵母菌和马心Cyt c在Cyt c-Au NPs复合体系中的表面性质.然而，之前的研究需要先制备稳定的Cyt c-AuNPs复合体系(要过夜)，再调节复合体系pH值.
作为一种检测方法而言，这样的操作过程还是比较繁琐、耗时.厦门大学化学化工学院化学系周剑章等人在改变原测定流程的基础上利用这种有规律的变化研究和测定了H+和L-半胱氨酸(L-Cys)对Cyt c的构象变化. 实验中分别加入pH=1-13的Cyt c, 可以使Au NPs显示青、蓝、紫、红等明显不同的颜色, 从而可以利用Au NPs 比色快速测定不同pH值的Cyt c构象变化. 在pH=7时, 当附加L-Cys 浓度从低浓度变化到高浓度时, Au NPs颜色逐渐从紫色变化到蓝色、青色, 从而实现利用Au NPs比色测定由L-Cys所引起Cyt c构象变化. 圆二色(CD)光谱证实了pH=1-13和不同浓度L-Cys下的Cyt c构象变化. 借助紫外-可见吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)进一步明确了加入Cyt c后Au NPs的不同聚集状态与其颜色变化的关系.