楊　華,李燕麗,戚海艷,陳華才,俞梅蘭

(1.中國計(jì)量大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310018;2.浙江理工大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,浙江 杭州 310018)

富勒烯及其衍生物納米材料新奇的結(jié)構(gòu),賦予其獨(dú)特的光、電、磁性質(zhì),其超強(qiáng)的清除氧自由基能力、細(xì)胞保護(hù)、抑制艾滋病病毒(HIV)酶活性、抗菌抗病毒、DNA切割作用,以及在腫瘤治療和疾病診斷領(lǐng)域誘人的應(yīng)用前景,充分引起了研究者們的關(guān)注.Baati T發(fā)現(xiàn)給老鼠喂服溶解在橄欖油中的C60,不僅不會(huì)引起慢性毒性,而且會(huì)使大鼠壽命相對(duì)于對(duì)照組延長一倍[1].通過化學(xué)反應(yīng)在富勒烯的表面引入常用的極性基團(tuán)如羧基-COOH[2]、羥基-OH[3]、氨基-NH2[4]、丙氨酸[5]使碳籠具有良好水溶性,各種水溶性富勒烯及金屬富勒烯衍生物的合成克服碳籠固有的疏水性,極大提高其生物相容性及生物利用度,使得這一領(lǐng)域的研究飛速發(fā)展,其中羥基化產(chǎn)物富勒醇C60(OH)24和金屬富勒醇Gd@C82(OH)22研究最多.尤其引人注意的是,Gd@C82(OH)22在磁共振成像增強(qiáng)劑[6]和抗腫瘤藥物[7-9]方面的研究中,表現(xiàn)出優(yōu)異的性能和極小的生物毒性,商業(yè)化前景廣闊.毒性順磁Gd3+屏蔽于Gd@C82(OH)n碳籠中,更能有效地提高馳豫能力,成像增強(qiáng)效率比傳統(tǒng)商業(yè)造影劑要高得多[10],此外,Gd@C82(OH)n作為抗腫瘤藥物不僅可以干擾腫瘤生長和轉(zhuǎn)移,而且對(duì)體內(nèi)和體外正常細(xì)胞幾乎沒有毒性[11].目前,中科院高能物理所趙宇亮院士課題組已經(jīng)將Gd@C82(OH)22抗腫瘤納米藥物研究成果實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化.

最近王春儒等合成并表征具有很好生物相容性和強(qiáng)自由基清除能力的水溶性[12]Gd@C82的乙二胺衍生物Gd@C82-(EDA)8,該合成反應(yīng)在較為溫和的條件下進(jìn)行,避免了碳籠的潛在破裂[13],更重要的是裸氨基使富勒烯更易于表面功能化[14].目前,有關(guān)Gd@C82-(EDA)8與生物大分子血清蛋白相互作用的研究尚未見報(bào)道.

蛋白質(zhì)在生命過程中起著至關(guān)重要的作用,與生命的起源、進(jìn)化和新陳代謝密切相關(guān).藥物通過與血漿蛋白結(jié)合得以運(yùn)輸,到達(dá)受體病變部位,血清白蛋白是血漿中最豐富的蛋白,它可以與大多數(shù)內(nèi)源性和外源性化合物結(jié)合[15],其結(jié)合模式對(duì)藥物的吸收、分布、代謝和排泄有很大的影響[16].BSA是藥物研究的理想靶蛋白,與HSA具有80%的同源性,是一種重要的轉(zhuǎn)移蛋白.研究BSA與藥物相互作用研究是藥物分子設(shè)計(jì)和改造的前提基礎(chǔ),是認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)生物效應(yīng)的重要途徑.本文通過紫外-可見吸收光譜法和熒光光譜法研究了水溶性C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8分別與BSA和HSA的相互作用,對(duì)富勒烯氨基衍生物在生物醫(yī)學(xué)中的潛在應(yīng)用提供基礎(chǔ)信息.

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　試劑與儀器

人血清蛋白(HSA純度≥96%,索萊寶公司),牛血清蛋白(BSA純度≥96%,上海麥克林生化科技有限公司),Gd@C82甲苯溶液(純度≥99%,質(zhì)量濃度為50.42 mg/L,廈門福納新材料科技有限公司),C60氯苯溶液(本實(shí)驗(yàn)室自行分離、提純的),實(shí)驗(yàn)室自行配置Tris-HCl緩沖液(pH=7.4),所有用水均為超純水,其余試劑均為分析純.

雙光束紫外-可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司),型號(hào)TU-1901;F-2700熒光分光光度計(jì)為日本Hifachi公司所產(chǎn);電子天平型號(hào)為FA124,購于上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;以及其他實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器設(shè)備.

1.2　配制儲(chǔ)備溶液

用pH=7.4的Tris-HCl緩沖液分別把C60-(EDA)3配成濃度為1.54×10-3mol/L、Gd@C82-(EDA)8濃度為0.98×10-4mol/L、HSA和BSA濃度均為1×10-4mol/L的儲(chǔ)備液,保存于4 ℃恒溫冰箱,使用前采用上述緩沖液稀釋至工作濃度.

1.3　配制空心富勒烯乙二胺衍生物C60-(EDA)3與血清白蛋白的反應(yīng)溶液

在標(biāo)號(hào)為1～7七支10 mL比色管中依次加入0 μL、20 μL、40 μL、60 μL、80 μL、100 μL、200 μL儲(chǔ)備液,然后于上述各管中分別加入BSA 500 μL,最后用pH 7.4的Tris-HCl緩沖液定容至5 mL,充分混合均勻,使C60-(EDA)3濃度分別為0 mol/L、0.62×10-5mol/L、1.23×10-5mol/L、1.85×10-5mol/L、2.46×10-5mol/L、3.08×10-5mol/L、6.16×10-5mol/L,BSA濃度為1×10-5mol/L,置于10 ℃冰箱中反應(yīng)10 min,以備光譜測(cè)試,C60-(EDA)3與HSA的作用研究方法步驟同上.

1.4　配制內(nèi)包稀土金屬富勒烯乙二胺衍生物Gd@C82-(EDA)8與血清白蛋白的反應(yīng)溶液

在標(biāo)號(hào)為8～14的比色管中依次加入Gd@C82-(EDA)8儲(chǔ)備液0 μL、60 μL、120 μL、180 μL、240 μL、300 μL、500 μL重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,所得Tris-HCl緩沖定容液中Gd@C82-(EDA)8濃度依次為0 mol/L,1.18×10-6mol/L,2.35×10-6mol/L,3.53×10-6mol/L,4.70×10-6mol/L,5.88×10-6mol/L,9.80×10-6mol/L,血清白蛋白濃度同上,以備光譜測(cè)試.

1.5　紫外-可見吸收光譜測(cè)定

將上述各富勒烯乙二胺衍生物與血清白蛋白作用溶液置于1 cm石英比色皿,以pH=7.4的Tris-HCl緩沖液作為參比,采集190～500 nm范圍內(nèi)的紫外-可見吸收光譜.

1.6　熒光發(fā)射光譜測(cè)定

將上述各富勒烯乙二胺衍生物與血清白蛋白作用溶液進(jìn)行熒光光譜測(cè)試,設(shè)置參數(shù)激發(fā)狹縫5 nm、發(fā)射狹縫5 nm、光電倍增400 V,激發(fā)波長選擇λex為280 nm,掃描范圍設(shè)定285～500 nm.

1.7　三維熒光發(fā)射光譜測(cè)定

將上述各富勒烯乙二胺衍生物與血清白蛋白作用溶液進(jìn)行三維熒光光譜測(cè)試,λex=220～500 nm,λem=250～600 nm,掃描速度=3 000 nm/min,其它參數(shù)設(shè)置同上.

2　結(jié)果與討論

2.1　紫外-可見吸收光譜

生色氨基酸殘基所處微環(huán)境變化會(huì)改變蛋白質(zhì)分子構(gòu)象,進(jìn)而使生色團(tuán)吸收光譜發(fā)生改變[17].因此,紫外-可見吸收光譜研究小分子化合物與蛋白質(zhì)相互作用是最簡單有效的方法之一,如圖1.

圖1　血清蛋白與不同濃度富勒烯乙二胺衍生物作用紫外-可見吸收光譜Figure 1　UV-Visible absorption spectra of interaction of serum protein with different concentrations of fullerene-ethylenediamine derivativeC(BSA,HSA)=1.0×10-5 mol/L,C[C60-(EDA)3]=0 mol/L,0.62×10-5 mol/L,1.23×10-5 mol/L,1.85×10-5 mol/L,2.46×10-5 mol/L,3.08×10-5 mol/L,6.16×10-5 mol/L,C[Gd@C82-(EDA)8]=0 mol/L,1.18×10-6 mol/L,2.35×10-6 mol/L,3.53×10-6 mol/L,4.70×10-6 mol/L,5.88×10-6 mol/L,9.80×10-6 mol/L,反應(yīng)溫度T=283 K.

圖1的(a)～(d)為BSA和HSA分別與不同濃度C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8相互作用的紫外-可見吸收光譜.C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8在波長250～300 nm處吸收峰很弱,可忽略不計(jì).由圖1可知,隨著C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8濃度增加,BSA/HSA在280 nm附近的紫外吸收強(qiáng)度明顯增強(qiáng).圖1(a)～(d)其吸光度依次增強(qiáng)了0.25,0.37,0.34和0.34,且最大吸收波長伴隨著輕微的藍(lán)移現(xiàn)象,從280 nm移到了278 nm.紫外光譜的峰形和峰位均發(fā)生變化,很可能是由BSA和HSA中氨基酸殘基的微環(huán)境改變,從而改變血清蛋白空間構(gòu)象,表明藥物與BSA和HSA發(fā)生了相互作用.

2.2　熒光光譜

圖2為BSA和HSA分別與不同濃度C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8相互作用的熒光光譜圖.

圖2　血清蛋白與不同濃度富勒烯胺衍生物作用熒光光譜Figure 2　Fluorescence spectra of interaction between serum protein and different concentrations of fullerene-ethylenediamine derivativeC(BSA,HSA)=1.0×10-5 mol/L,C[C60-(EDA)3]=0 mol/L,0.62×10-5 mol/L,1.23×10-5 mol/L,1.85×10-5 mol/L,2.46×10-5 mol/L,3.08×10-5 mol/L,6.16×10-5 mol/L,C[Gd@C82-(EDA)8]=0 mol/L,1.18×10-6 mol/L,2.35×10-6 mol/L,3.53×10-6 mol/L,4.70×10-6 mol/L,5.88×10-6 mol/L,9.80×10-6 mol/L,反應(yīng)溫度T=283 K.

由圖2可知,隨著C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8濃度的增加,BSA/HSA的熒光強(qiáng)度逐漸減弱,說明C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8對(duì)BSA/HSA具有明顯熒光淬滅作用,且淬滅作用隨著藥物濃度增大逐漸增強(qiáng).當(dāng)C60-(EDA)3濃度為6.16×10-5mol/L時(shí),BSA的熒光強(qiáng)度從4 520 a.u.降低到2 137 a.u.,其熒光淬滅率達(dá)到52.7%;而HSA的熒光強(qiáng)度從1 770 a.u.降低到641.6 a.u.,其熒光淬滅率則高達(dá)63.8%.當(dāng)Gd@C82-(EDA)8濃度為9.80×10-6mol/L時(shí),BSA熒光強(qiáng)度從3 598 a.u.降低到2 147 a.u.,其熒光淬滅率為40.3%;HSA熒光強(qiáng)度從1 963 a.u.降低到901.8 a.u.,其淬滅率則為54.1%.C60-(EDA)3使BSA和HSA熒光最大發(fā)射波長紅移1 nm,而Gd@C82-(EDA)8則使其紅移2 nm,且C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8對(duì)HSA的淬滅率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其對(duì)BSA的淬滅率,很可能是BSA與HSA的個(gè)別氨基酸序列差異所致.綜上所述,C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8可以改變BSA/HSA中氨基酸殘基微環(huán)境,降低其疏水性,從而使血清蛋白分子空間構(gòu)象發(fā)生變化,熒光淬滅.

2.3　三維熒光光譜

三維熒光光譜所含的光譜信息極其豐富,其峰形峰位、指紋信息以及熒光強(qiáng)度可直觀反映熒光體分子狀態(tài)的變化[18].圖3是283 K下,相同濃度的BSA/HSA及其與C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8相互作用三維熒光等高線剖面圖,其中四種相互作用物濃度均為1.0×10-5mol/L.

圖3　血清蛋白與等濃度富勒烯乙二胺衍生物作用體系的三維熒光等高線剖面圖Figure 3　Three-dimensional fluorescence contour profiles of serum protein with equal concentration fullerenes ethylenediamine derivativesC(BSA,HSA,C60-(EDA)3,Gd@C82-(EDA)8)=1.0×10-5 mol/L,反應(yīng)溫度T=283 K.

由圖3可見,與富勒烯乙二胺衍生物作用后,BSA和HSA的指紋特征信息明顯減弱甚至消失.加入等濃度C60-(EDA)3后,BSA特征峰位熒光淬滅43.75%,HSA特征峰位熒光淬滅29.6%;加入與Gd@C82-(EDA)8后,BSA特征峰位熒光淬滅71.1%,HSA特征峰位熒光淬滅高達(dá)77.9%.相較空心富勒烯C60-(EDA)3,內(nèi)嵌金屬Gd@C82-(EDA)8是淬滅率幾乎兩倍于C60-(EDA)3.根據(jù)圖3數(shù)據(jù)繪制三維熒光光譜等高線剖面圖的特征峰位見表1.

表1　血清蛋白與等濃度富勒烯乙二胺衍生物作用體系三維熒光特征峰位Table 1　Three-dimensional fluorescence characteristic peak position of the interaction of serum protein with equal concentration of fullerene ethylenediamine derivatives

由表1看出,其它作用體系沒有變化,僅有Gd@C82-(EDA)8與BSA作用會(huì)引起特征峰位發(fā)射波長紅移5 nm,表明該體系相互作用較強(qiáng).結(jié)合圖3和表1可得出:Gd@C82-(EDA)8和C60-(EDA)3均顯著改變BSA和HSA分子的三維熒光等高線剖面圖形狀和強(qiáng)度,導(dǎo)致明顯的蛋白熒光淬滅.相較于C60-(EDA)3,Gd@C82-(EDA)8淬滅能力遠(yuǎn)強(qiáng)于C60-(EDA)3.

2.4　熒光淬滅類型

熒光團(tuán)的熒光淬滅有兩種機(jī)理,即動(dòng)態(tài)淬滅和靜態(tài)淬滅[19],前者滿足Stern-Volmer線性方程,后者則可用Perrin線性方程來描述[20].

動(dòng)態(tài)淬滅由淬滅劑與熒光物質(zhì)激發(fā)態(tài)分子發(fā)生相互碰撞,后者損失能量,導(dǎo)致熒光淬滅[21],該過程可用Stern-Volmer線性方程來表示：

F0/F=1+KSVQ.

(1)

靜態(tài)淬滅則是因?yàn)榇銣鐒┡c熒光物質(zhì)基態(tài)分子相互結(jié)合,生成不具有熒光的絡(luò)合物,導(dǎo)致熒光淬滅,該過程滿足Perrin線性方程

ln(F0/F)=KPQ.

(2)

就本實(shí)驗(yàn)而言,式(1)和(2)中:F0和F分別為淬滅劑C60-(EDA)3或Gd@C82-(EDA)8加入前后血清蛋白BSA或HSA的熒光強(qiáng)度,Q為C60-(EDA)3或Gd@C82-(EDA)8的濃度,KSV為Stern-Volmer動(dòng)態(tài)淬滅常數(shù),KP為Perrin靜態(tài)淬滅常數(shù).

圖4是根據(jù)BSA或HSA分別與不同濃度C60-(EDA)3或Gd@C82-(EDA)8相互作用熒光光譜數(shù)據(jù)而繪制的Stern-Volmer曲線和Perrin曲線,由兩種曲線方程分別計(jì)算出相應(yīng)的淬滅常數(shù)見表2.

圖4　BSA/HSA與不同濃度C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8作用Stern-Volmer曲線和Perrin曲線Figure 4　The stern-volmer curves and the Perrin curves for BSA/HSA with different concentrations of C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8

由表2可見,與C60-(EDA)3相比,Gd@C82-(EDA)8對(duì)BSA/HSA的淬滅常數(shù)均明顯增大,且四個(gè)動(dòng)態(tài)淬滅速率常數(shù)Kq的數(shù)量級(jí)均為1012,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由擴(kuò)散碰撞引發(fā)的熒光淬滅機(jī)制該常數(shù)最大值2.0×1010L/(mol·s),由此可推斷富勒烯乙二胺衍生物對(duì)血清白蛋白的淬滅作用不是動(dòng)態(tài)淬滅.

表2　富勒烯乙二胺衍生物與血清白蛋白作用的淬滅常數(shù)Table 2　The quenching constants of the interaction of fullerene-ethylenediamine derivatives with serum albumin

KSV為Stern-Volmer動(dòng)態(tài)淬滅常數(shù);KP為Perrin靜態(tài)淬滅常數(shù);Kq為動(dòng)態(tài)淬滅速率常數(shù).

接下來通過熒光體與淬滅劑作用前后的紫外-可見吸收光譜變化來進(jìn)一步求證其熒光淬滅類型.通常動(dòng)態(tài)淬滅過程僅涉及到熒光物質(zhì)激發(fā)態(tài)分子的能量損失,不會(huì)改變熒光體吸收光譜的峰形峰位;靜態(tài)淬滅過程因伴隨熒光體與淬滅劑基態(tài)復(fù)合物的生成,與淬滅劑作用后熒光體紫外-可見吸收光譜會(huì)表現(xiàn)出各別峰位的移動(dòng)和峰形的改變.

圖5　BSA/HSA與等濃度C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8作用前后的紫外-可見吸收差譜曲線Figure 5　UV-Visible absorption differential spectra curves of BSA/HSA before and after the interaction of equivalent concentration of C60-(EDA)3/ Gd@C82-(EDA)8C(BSA,HSA,C60-(EDA)3,Gd@C82-(EDA)8)=1.0×10-5mol/L,反應(yīng)溫度T=283 K.

圖5(a)～(d)展示出熒光體BSA或HSA分別與等濃度淬滅劑C60-(EDA)3或Gd@C82-(EDA)8相互作用溶液的紫外-可見吸收差譜曲線的獲取過程,各圖中曲線1為熒光體與淬滅劑作用的紫外-可見吸收光譜,曲線2為淬滅劑單體的紫外-可見吸收光譜,曲線3為熒光體單體的紫外-可見吸收光譜,曲線4為曲線1和曲線2做差得到的紫外-可見吸收差譜曲線.

各圖中曲線3均與差譜曲線4不重合,可推斷富勒烯乙二胺衍生物能夠結(jié)合血清白蛋白,生成不具有熒光的基態(tài)復(fù)合物,蛋白熒光淬滅,該機(jī)制為靜態(tài)淬滅.

2.5　結(jié)合常數(shù)和結(jié)合位點(diǎn)數(shù)

BSA/HSA分別與C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8的結(jié)合常數(shù)和結(jié)合位點(diǎn)數(shù)可采用雙對(duì)數(shù)回歸曲線方程[22]來表示:

lg[(F0-F)/F]=lgKa+nlgQ.

(3)

式(3)中:Ka為結(jié)合常數(shù),n為結(jié)合位點(diǎn)數(shù).

圖6是BSA或HSA分別與C60-(EDA)3或Gd@C82-(EDA)8相互作用的lg[(F0-F)/F]對(duì)lgQ的關(guān)系圖,由此構(gòu)建雙對(duì)數(shù)回歸曲線方程并計(jì)算結(jié)合常數(shù)Ka和位點(diǎn)數(shù)n,詳見表3.

圖6　BSA/HSA體系lg[(F0-F)/F]對(duì)lgQ的關(guān)系圖Figure 6　The BSA/HAS system of lg[(F0-F)/F]- lgQ

樣品Ka/(×105 L·mol-1)nBSA-C60(EDA)31.9941.105HSA-C60(EDA)31.9161.140BSA-Gd@C82(EDA)86.6941.201HSA-Gd@C82(EDA)816.6140.872

由表3可知:作用體系結(jié)合位點(diǎn)數(shù)n均在0.872～1.201之間,接近1,結(jié)合常數(shù)Ka均大于1×105L/mol.C60-(EDA)3與BSA和HSA的結(jié)合常數(shù)近似相等,但HSA與Gd@C82-(EDA)8的結(jié)合常數(shù)幾乎2.5倍于BSA與Gd@C82-(EDA)8的結(jié)合常數(shù),BSA/HSA與Gd@C82-(EDA)8的結(jié)合常數(shù)8倍于C60-(EDA)3.足見,結(jié)合位點(diǎn)數(shù)一致的情況下,Gd@C82-(EDA)8與BSA/HSA的結(jié)合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過C60-(EDA)3.

2.6　Gd@C82-(EDA)8數(shù)倍于C60-(EDA)3的熒光淬滅能力差異原因

蛋白質(zhì)生物大分子與藥物小分子作用類型主要有氫鍵作用、范德華力、疏水作用力、靜電引力等.Gd@C82-(EDA)8和C60-(EDA)3有相似球狀結(jié)構(gòu),且均含有氨基基團(tuán),可與蛋白質(zhì)中氨基酸殘基生成氫鍵引起蛋白熒光淬滅.Gd@C82-(EDA)8相對(duì)于C60-(EDA)3而言,碳籠更大,內(nèi)嵌Gd向碳籠傳遞3個(gè)電子,碳籠電荷分布為攜帶-3e負(fù)電荷的不飽和開殼層體系,即便鍵合8個(gè)EDA分子,其與蛋白質(zhì)間的靜電引力作用也會(huì)遠(yuǎn)大于C60-(EDA)3中性碳籠體系,導(dǎo)致血清蛋白更大的熒光淬滅.

Gd@C82-(EDA)8內(nèi)嵌Gd+3具有強(qiáng)順磁性和對(duì)稱的電子基態(tài),電子弛豫時(shí)間較長,會(huì)與蛋白質(zhì)所含水分子中H磁性核發(fā)生作用,改變氨基酸殘基疏水環(huán)境程度遠(yuǎn)大于C60-(EDA)3,引起更強(qiáng)的熒光淬滅.

以上結(jié)論與報(bào)道較多的C60(OH)24和金屬富勒醇Gd@C82(OH)22與生物大分子相互作用性能差異一致[23].

3　結(jié)　論

本文利用紫外-可見吸收光譜和熒光光譜法來研究C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8分別與BSA/HSA的相互作用機(jī)理.C60-(EDA)3/Gd@C82-(EDA)8導(dǎo)致BSA/HSA的紫外-可見最大吸收波長由280 nm藍(lán)移至278 nm,BSA/HSA作用前后的紫外-可見吸收差譜曲線不能完全重合,支持作用體系為靜態(tài)淬滅機(jī)制.

C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8對(duì)BSA和HSA均具有明顯熒光淬滅作用,且淬滅作用隨著藥物濃度增大逐漸增強(qiáng),其機(jī)制為靜態(tài)淬滅.相同條件下HSA的淬滅率明顯大于BSA;C60-(EDA)3和Gd@C82-(EDA)8與BSA和HSA的結(jié)合常數(shù)均近似為1的情況下,Gd@C82-(EDA)8與BSA的結(jié)合常數(shù)3倍于C60-(EDA)3,與HSA的結(jié)合常數(shù)8倍于C60-(EDA)3.

Gd@C82-(EDA)8數(shù)倍于C60-(EDA)3的熒光淬滅能力可能是由于相較于中性碳籠C60-(EDA)3,內(nèi)嵌Gd使得Gd@C82-(EDA)8碳籠攜帶-3e負(fù)電荷,與血清蛋白的靜電引力作用增強(qiáng),導(dǎo)致更大淬滅;還可能是強(qiáng)順磁Gd3+與蛋白質(zhì)所含水分子中H磁性核發(fā)生作用,改變氨基酸殘基疏水環(huán)境程度遠(yuǎn)大于C60-(EDA)3,引起更強(qiáng)的熒光淬滅.

該實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果可為后續(xù)富勒烯乙二胺衍生物在清除氧自由基能力、細(xì)胞保護(hù)、抑制艾滋病病毒(HIV)酶活性、抗菌抗病毒、DNA切割作用,以及在腫瘤治療和疾病診斷領(lǐng)域一系列生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)信息.