Владивосток, Приморский край, Россия
Владивосток, Приморский край, Россия
Владивосток, Приморский край, Россия
Квантовые точки (КТ) представляют собой новое поколение флуорохромов, обладающих значительными преимуществами по сравнению с традиционными органическими красителями. КТ на основе CdS являются перспективными материалами для оптики, оптоэлектроники, биологии и медицины. В данной работе предложен новый эффективный метод получения биоконъюгатов на основе природных биополимеров. Меченные квантовыми точками CdS матрицы были синтезированы in situ в водном растворе с использованием OmpF порина Yersinia pseudotuberculosis (YpOmpF) и полисахаридов, положительно (хитозан) и отрицательно (каррагинан, липополисахарид) заряженных. Максимум спектров эмиссии для всех полученных образцов составлял 450 нм, что свидетельствует об одинаковом размере КТ, который определяется размером «ячеек» сетчатой матрицы, ограничивающих их размер. Обнаружено, что интенсивность флуоресценции КТ, синтезированных в растворе липополисахарида, была в два раза выше, чем у остальных образцов. Флуоресценция меченых биоматриц и максимумы спектров их эмиссии (450 нм) сохраняются при интенсивном диализе против буферов, что свидетельствует об устойчивости КТ и возможности практического использования полученных биоконъюгатов. Апробация биосенсора на основе порина показала, что взаимодействие с IgG, специфичными к YpOmpF, приводит к существенному изменению интенсивности люминесценции комплекса КТ-порин. Эти результаты открывают перспективу использования наноструктур на основе поринов, меченных КТ, в качестве биосенсоров для целей иммунодиагностики.
порин, хитозан, каррагинан, липополисахарид, сульфид кадмия, квантовые точки, конъюгация, люминесценция
1. Новикова О.Д., Набережных Г.А., Сергеев А.А. Наноструктурные биосенсоры на основе компонентов бактериальных мембран. Биофизика, 2021, т. 66, № 4, с. 668-683.
2. Murray C.B., Norris D.J., BawendiM.G. Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = S, Se, Te) semiconductor nanocrystallites. J. Am. Chem. Soc., 1993, vol. 115, рр. 8706-8715, doi:https://doi.org/10.1021/ja00072a025.
3. Rosenthal S.J., McBridea J., Pennycook S.J., Feldman L.C. Synthesis, surface studies, composition and structural characterization of CdSe, core/shell and biologically active nanocrystals. Surf. Sci. Rep., 2007, vol. 62, pp. 111-157, doi:https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2007.02.001.
4. Akerman M.E., Chan W., Laakkonen P., Bhatia S.N., Ruoslahti E. Nanocrystal targeting in vivo. PNAS, 2002, vol. 99, no. 20, pp. 12617-12621, doi:https://doi.org/10.1073/pnas.1524633993.
5. Abdellatif A.A.H., Younis M.A., Alsharidah M., Rugaie O., Tawfeek H.M. Biomedical Applications of Quantum Dots: Overview, Challenges, and Clinical Potential. Int. J. Nanomedicine, 2022, vol. 17, pp. 1951-1970, doi:https://doi.org/10.2147/IJN.S357980.
6. Yang G., Qin D., Zhang L. Controllable synthesis of protein-conjugated lead sulfide nanocubes by using bovine hemoglobin as a capping agent. J Nanopart.Res., 2014, vol. 16, no. 6, pp. 2438-2441, doi:https://doi.org/10.1007/s11051-014-2438-7.
7. Dickerson M.B., Sandhage K.H., Naik R.R. Protein- and Peptide-Directed Syntheses of Inorganic Materials. Chem. Rev., 2008, vol. 108, no. 11, pp 4935-497, doi:https://doi.org/10.1021/cr8002328.
8. Набережных Г.А., Сергеев А.А., Портнягина О.Ю., Чистюлин Д.К., Сидорин Е.В., Новикова О.Д. Биоконъюгирование коллоидных квантовых точек сульфидов кадмия и надмолекулярных структур белка-порина из бактерий родаYersinia. Получение и характеристика. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2020, т. 5, № 4, c. 652-658.
9. Новикова О.Д., Вакорина Т.Н., Хоменко В.А., ЛихацкаяГ.Н., Ким Н.Ю., Емельяненко В.И., Кузнецова С.М., Соловьева Т.Ф. Влияние условий культивирования на пространственную структуру и функциональную активность OmpF-подобного порина из наружной мембраны Yersinia pseudotuberculosis. Биохимия, 2008, т. 73, № 2, с. 173-184.
10. Naberezhnykh G.A., Gorbach V.I., Likhatskaya G.N. Interaction of Chitosans and N-acylated Chitosan Derivatives with Lipopolysaccharides of Gram-Negative Bacteria. Biokhimiya, 2008, vol. 73, no. 4, pp. 530-541, doi:https://doi.org/10.1134/s0006297908040081.
11. Galanos O. Luderitz, Westphal O. A new method for the extraction of R lipopolysaccharides. Eur. J. Biochem., 1969, vol. 9, c. 245-249, doi:https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1969.tb00601.x.
12. Yermak I.M., Kim Y.H., Titlyanov E.A., Isakov V.V., Solov’eva T.F. Chemical structure and gel properties of carrageenan from algae belonging to the Gigartinaceae and Tichocapaceae, collected from the Russian Pacific coast. J. Applied Phycology, 1999, vol. 11, pp. 41-48, doi:https://doi.org/10.1023/A:1008071925884.
13. Naberezhnykh G.A., Khomenko V.A., Solov’eva T.F., Novikova O.D., Karpenko A.A. Тhe formation of ordered structures of bacterial porins in a lipid bilayer and the analysis of their morphology by atomic force microscopy. Biophysics, 2019, vol. 64, no. 6, pp. 901-907, doi:https://doi.org/10.1134/S0006302919060097.
14. Разумов В.Ф. Фундаментальные и прикладные аспекты люминесценции коллоидных квантовых точек. Успехи физических наук, 2016, т. 186, № 12, с. 1368-1376.
