應用磁金納米粒子研究牛血清白蛋白與牛蒡子苷之間的相互作用

王寧等

摘 要 建立了用于確定血清白蛋白與中藥有效成分相互作用結合常數和結合位點數的新方法。利用磁金納米粒子的超順磁性和生物相容性，將其作為白蛋白的載體。將牛血清白蛋白固定在磁金納米粒子上，白蛋白與藥物結合后，通過外加磁場將磁金納米粒子白蛋白藥物復合物與游離藥物分離，通過熒光光譜法得到的游離藥物濃度，根據Scatchard方程直接計算出白蛋白與藥物的結合常數和結合位點數。本方法用于研究牛血清白蛋白和牛蒡子苷之間的相互作用，結合常數為2.09×105 L/mol，結合位點數為16.63。通過外加磁場作用，使白蛋白從樣品溶液中分離出來，樣品溶液中只有藥物，消除了測定藥物時白蛋白的影響，因此所求得的結合位點的數目更準確。實驗結果表明，本方法可用于測定分子間非共價結合的結合常數和結合位點數，同時為研究中藥有效成分與血清白蛋白相互作用提供了參考。

關鍵詞 磁金納米粒子； 牛血清白蛋白； 結合常數； 熒光光譜

1 引 言

磁金納米粒子是兼有磁納米粒子和金納米粒子優(yōu)點的復合納米材料，金包覆的磁納米粒子（Fe3O4/Au）在水相中分散良好，不易受酸堿腐蝕，在常溫下表現(xiàn)出良好的順磁性，并具有穩(wěn)定的光學吸收特點，適用于傳感器、生物醫(yī)學等領域 ＼[1，2]。其金表面可以通過靜電作用直接與抗體、細胞以及DNA等生物活性分子連接，且有利于保持生物活性。Fe3O4/Au復合粒子的超順磁性也為樣品的分離、富集、固定等提供了方便，是一種理想的載體。

血清白蛋白是血漿中最豐富的蛋白質[3]。該蛋白質的表面具有多個親脂性的結合位點，可以與疏水性物質結合，如藥物，尤其是具有中性和負電荷親脂性的化合物[4]。蛋白質和藥物的相互作用大大影響藥物的生物活性，在藥物的藥代動力學和藥效學中起重要作用[5]。在藥物與白蛋白的結合中，非共價的分子間相互作用是主要的結合模式。為了研究非共價分子間相互作用，已經建立了一些方法以計算出結合常數，包括熒光光譜法[6]、毛細管電泳法[7]、色譜法[8]、表面等離子體共振（SPR）[9]、質譜（MS）[10]等。在這些方法中，熒光光譜法和電噴霧電離（ESI）質譜被廣泛應用于定量研究。

牛蒡子是植物牛蒡（Arctiin lappa L.）的果實，是一種中草藥，其主要活性成分是牛蒡子苷。牛蒡子具有疏散風熱，宣肺透疹，消腫解毒，抗胰腺癌等活性[11，12]。

本實驗首先合成了Fe3O4/Au納米粒子，并通過紫外吸收光譜和掃描電鏡對其進行表征。由于Fe3O4/Au納米粒子的超順磁性和生物相容性，將其作為牛血清白蛋白的載體。在外加磁場的作用下，F(xiàn)e3O4/Au納米粒子白蛋白藥物復合物與游離藥物分離，使非共價結合的白蛋白和藥物均從樣品溶液中分離出來，消除了藥物測定時白蛋白的影響。白蛋白結合在Fe3O4/Au納米粒子上的量可通過熒光光譜測定在溶液中白蛋白的殘余量得到。與白蛋白結合的藥物量可以通過熒光光譜測定樣品溶液中游離藥物的濃度得到。分別測定白蛋白和藥物，使二者相互之間沒有干擾?；谒幬锏臐舛群桶椎鞍椎牧?，通過Scatchard方程直接計算得到非共價復合物的結合常數和結合位點數。

References

1 Liu M L， Chen Q， Lai C L， Zhang Y Y， Deng J H， Li H T， Yao S Z. Biosens. Bioelectron.， 2013，

48： 75-81

2 Liu W Y， Zhang Y， Ge S G， Song X R， Huang J D， Yan M， Yu J H. Anal. Chim. Acta， 2013， 770： 132-139

3 Milena M， Anna K， Ewa S P， Marian W. J. Phys. Chem. B， 2013， 117： 15987-15993

4 Hammond T G， Regan S L， Meng X L， Maggs J L， Jenkins R E， Gerry Kenna J， Sathish J G， Williams D P， Kevin B. Toxicology， 2012， 290： 103-148

5 Sood N， Chaudhary D K， Singh A， Rathore G. Gene.， 2012， 511： 411-419

6 Bi S Y， Yan Y Y， Wang Y， Pang B， Wang T J. J. Lumin.， 2012， 132： 2355-2360

7 Jia Z G， Ramstad T， Zhong M. J. Pharm. Biomed. Anal.， 2002， 30： 405-413

8 Fitos I， Visy J， Simonyi M. J. Biochem. Biophy. Meth.， 2002， 54： 71-84

9 Liu X， Song D Q， Zhang Q L， Tian Y， Liu Z Y， Zhang H Q. Sens. Actuators B， 2006， 117： 188-195

10 Zhu M M， Rempel D L， Gross M L. J. Am. Soc. Mass Spectrom.， 2004， 15： 388-397

11 Yu B Y， Yan X P， Xiong J， Xin Q. Chem. Pharm. Bull.， 2003， 51： 421-424

12 Yu Z， Yokohira M， Takeuchi H， Saoo K， Yamakawa K. Cancer Lett.， 2005， 222： 145-151

13 Zhao X L， Cai Y Q， Wang T. Anal. Chem.， 2008， 80： 9091-9096

14 Ko S， Park T J， Kim H S. Biosens. Bioelectron.， 2009， 24： 2592-2597

15 Sun Y， Liu X， Song D Q， Tian Y， Bi S Y， Zhang H Q. Sens. Actuators B， 2007， 122： 469-474

16 Lyon L A， Musick M D， Natan M J. Anal. Chem.， 1998， 70： 5177-5183

17 Wang L Y， Sun Y， Wang J， Yu A M， Zhang H Q， Song D Q. J. Colloid Interface Sci.， 2010， 351： 393-398

18 Hiratsuka T. J. Biol. Chem.， 1990， 5： 18786-18790

19 Barri T， Petrovic T T， Karlsson M， Jonsson J A. J. Pharmaceut. Biomed.， 2008， 48： 49-56endprint