应用磁金纳米粒子研究牛血清白蛋白与牛蒡子苷之间的相互作用
王宁等
摘 要 建立了用于确定血清白蛋白与中药有效成分相互作用结合常数和结合位点数的新方法。利用磁金纳米粒子的超顺磁性和生物相容性，将其作为白蛋白的载体。将牛血清白蛋白固定在磁金纳米粒子上，白蛋白与药物结合后，通过外加磁场将磁金纳米粒子白蛋白药物复合物与游离药物分离，通过荧光光谱法得到的游离药物浓度，根据Scatchard方程直接计算出白蛋白与药物的结合常数和结合位点数。本方法用于研究牛血清白蛋白和牛蒡子苷之间的相互作用，结合常数为2.09×105 L/mol，结合位点数为16.63。通过外加磁场作用，使白蛋白从样品溶液中分离出来，样品溶液中只有药物，消除了测定药物时白蛋白的影响，因此所求得的结合位点的数目更准确。实验结果表明，本方法可用于测定分子间非共价结合的结合常数和结合位点数，同时为研究中药有效成分与血清白蛋白相互作用提供了参考。
关键词 磁金纳米粒子； 牛血清白蛋白； 结合常数； 荧光光谱
1 引 言
磁金纳米粒子是兼有磁纳米粒子和金纳米粒子优点的复合纳米材料，金包覆的磁纳米粒子（Fe3O4/Au）在水相中分散良好，不易受酸碱腐蚀，在常温下表现出良好的顺磁性，并具有稳定的光学吸收特点，适用于传感器、生物医学等领域 ＼[1，2]。其金表面可以通过静电作用直接与抗体、细胞以及DNA等生物活性分子连接，且有利于保持生物活性。Fe3O4/Au复合粒子的超顺磁性也为样品的分离、富集、固定等提供了方便，是一种理想的载体。
血清白蛋白是血浆中最丰富的蛋白质[3]。该蛋白质的表面具有多个亲脂性的结合位点，可以与疏水性物质结合，如药物，尤其是具有中性和负电荷亲脂性的化合物[4]。蛋白质和药物的相互作用大大影响药物的生物活性，在药物的药代动力学和药效学中起重要作用[5]。在药物与白蛋白的结合中，非共价的分子间相互作用是主要的结合模式。为了研究非共价分子间相互作用，已经建立了一些方法以计算出结合常数，包括荧光光谱法[6]、毛细管电泳法[7]、色谱法[8]、表面等离子体共振（SPR）[9]、质谱（MS）[10]等。在这些方法中，荧光光谱法和电喷雾电离（ESI）质谱被广泛应用于定量研究。
牛蒡子是植物牛蒡（Arctiin lappa L.）的果实，是一种中草药，其主要活性成分是牛蒡子苷。牛蒡子具有疏散风热，宣肺透疹，消肿解毒，抗胰腺癌等活性[11，12]。
本实验首先合成了Fe3O4/Au纳米粒子，并通过紫外吸收光谱和扫描电镜对其进行表征。由于Fe3O4/Au纳米粒子的超顺磁性和生物相容性，将其作为牛血清白蛋白的载体。在外加磁场的作用下，Fe3O4/Au纳米粒子白蛋白药物复合物与游离药物分离，使非共价结合的白蛋白和药物均从样品溶液中分离出来，消除了药物测定时白蛋白的影响。白蛋白结合在Fe3O4/Au纳米粒子上的量可通过荧光光谱测定在溶液中白蛋白的残余量得到。与白蛋白结合的药物量可以通过荧光光谱测定样品溶液中游离药物的浓度得到。分别测定白蛋白和药物，使二者相互之间没有干扰。基于药物的浓度和白蛋白的量，通过Scatchard方程直接计算得到非共价复合物的结合常数和结合位点数。
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，
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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
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19 Barri T， Petrovic T T， Karlsson M， Jonsson J A. J. Pharmaceut. Biomed.， 2008， 48： 49-56
摘 要 建立了用于确定血清白蛋白与中药有效成分相互作用结合常数和结合位点数的新方法。利用磁金纳米粒子的超顺磁性和生物相容性，将其作为白蛋白的载体。将牛血清白蛋白固定在磁金纳米粒子上，白蛋白与药物结合后，通过外加磁场将磁金纳米粒子白蛋白药物复合物与游离药物分离，通过荧光光谱法得到的游离药物浓度，根据Scatchard方程直接计算出白蛋白与药物的结合常数和结合位点数。本方法用于研究牛血清白蛋白和牛蒡子苷之间的相互作用，结合常数为2.09×105 L/mol，结合位点数为16.63。通过外加磁场作用，使白蛋白从样品溶液中分离出来，样品溶液中只有药物，消除了测定药物时白蛋白的影响，因此所求得的结合位点的数目更准确。实验结果表明，本方法可用于测定分子间非共价结合的结合常数和结合位点数，同时为研究中药有效成分与血清白蛋白相互作用提供了参考。
关键词 磁金纳米粒子； 牛血清白蛋白； 结合常数； 荧光光谱
1 引 言
磁金纳米粒子是兼有磁纳米粒子和金纳米粒子优点的复合纳米材料，金包覆的磁纳米粒子（Fe3O4/Au）在水相中分散良好，不易受酸碱腐蚀，在常温下表现出良好的顺磁性，并具有稳定的光学吸收特点，适用于传感器、生物医学等领域 ＼[1，2]。其金表面可以通过静电作用直接与抗体、细胞以及DNA等生物活性分子连接，且有利于保持生物活性。Fe3O4/Au复合粒子的超顺磁性也为样品的分离、富集、固定等提供了方便，是一种理想的载体。
血清白蛋白是血浆中最丰富的蛋白质[3]。该蛋白质的表面具有多个亲脂性的结合位点，可以与疏水性物质结合，如药物，尤其是具有中性和负电荷亲脂性的化合物[4]。蛋白质和药物的相互作用大大影响药物的生物活性，在药物的药代动力学和药效学中起重要作用[5]。在药物与白蛋白的结合中，非共价的分子间相互作用是主要的结合模式。为了研究非共价分子间相互作用，已经建立了一些方法以计算出结合常数，包括荧光光谱法[6]、毛细管电泳法[7]、色谱法[8]、表面等离子体共振（SPR）[9]、质谱（MS）[10]等。在这些方法中，荧光光谱法和电喷雾电离（ESI）质谱被广泛应用于定量研究。
牛蒡子是植物牛蒡（Arctiin lappa L.）的果实，是一种中草药，其主要活性成分是牛蒡子苷。牛蒡子具有疏散风热，宣肺透疹，消肿解毒，抗胰腺癌等活性[11，12]。
本实验首先合成了Fe3O4/Au纳米粒子，并通过紫外吸收光谱和扫描电镜对其进行表征。由于Fe3O4/Au纳米粒子的超顺磁性和生物相容性，将其作为牛血清白蛋白的载体。在外加磁场的作用下，Fe3O4/Au纳米粒子白蛋白药物复合物与游离药物分离，使非共价结合的白蛋白和药物均从样品溶液中分离出来，消除了药物测定时白蛋白的影响。白蛋白结合在Fe3O4/Au纳米粒子上的量可通过荧光光谱测定在溶液中白蛋白的残余量得到。与白蛋白结合的药物量可以通过荧光光谱测定样品溶液中游离药物的浓度得到。分别测定白蛋白和药物，使二者相互之间没有干扰。基于药物的浓度和白蛋白的量，通过Scatchard方程直接计算得到非共价复合物的结合常数和结合位点数。
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