蛋白質(zhì)基納米材料分析

郭雨軒

摘 要：納米材料在蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用，本篇文章主要從蛋白質(zhì)基納米材料的主要內(nèi)容入手，以蛋白質(zhì)芯片、蛋白質(zhì)分子馬達(dá)等納米材料為例，對蛋白質(zhì)基納米材料問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)基納米材料；蛋白質(zhì)芯片；蛋白質(zhì)分子馬達(dá)；納米薄膜

在生物學(xué)領(lǐng)域，蛋白質(zhì)主要指的一種由多個(gè)在α氨基酸按照一定順序的作用下組合而成的多肽鏈，在按照一定方式組合而成的作用下所形成的一種化合物。在生物科學(xué)研究領(lǐng)域，這種化合物通常會被看做是一種特殊的高分子化合物。從學(xué)者對一些生物現(xiàn)象的研究來看，一些發(fā)生在納米水平的生物現(xiàn)象，已經(jīng)讓一些與核酸和蛋白質(zhì)這兩種因素有關(guān)的問題成為了學(xué)者所研究的關(guān)鍵問題，在對蛋白質(zhì)問題進(jìn)行探究的過程中，蛋白質(zhì)基納米材料的研究，已經(jīng)成為了蛋白質(zhì)研究工作中的一種新領(lǐng)域。

1 蛋白質(zhì)基納米材料的主要內(nèi)容

從學(xué)術(shù)界對蛋白質(zhì)基納米材料的分析現(xiàn)狀來看，自組裝能力和生物相容性，是蛋白質(zhì)分子所表現(xiàn)出的主要特性，在對于蛋白質(zhì)基納米材料有關(guān)的問題進(jìn)行探究的過程中，我們首先需要對這一材料的主要內(nèi)容進(jìn)行了解。從目前學(xué)者對這種材料的研究情況來看，蛋白質(zhì)納米材料和與之有關(guān)的納米復(fù)合材料，可以被看作是這種材料的主要內(nèi)容。在氫鍵和靜電等因素的共同作用下，蛋白質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，對納米工程材料研究工作的開展，起到了一定的促進(jìn)作用。因此，蛋白質(zhì)基納米材料的研究工作也涉及到了生物力學(xué)和熱力學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

2 蛋白質(zhì)基納米材料分析

2.1 蛋白質(zhì)芯片

在生物學(xué)領(lǐng)域，蛋白質(zhì)研究是對生命現(xiàn)象與本質(zhì)進(jìn)行研究的一個(gè)重要因素。這就說明蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的應(yīng)用，是對蛋白質(zhì)研究方法和監(jiān)測方法進(jìn)行分析的一種重要措施。從蛋白質(zhì)芯片的主要內(nèi)容來看，這種芯片主要包含了陣列芯片、構(gòu)象型芯片和光學(xué)蛋白芯片等多個(gè)內(nèi)容，在對其中的蛋白質(zhì)陣列芯片進(jìn)行探究的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，這種芯片對蛋白質(zhì)在天然活性條件下的一些特性進(jìn)行了保留，這就讓這種芯片的靈敏度和特異性得到了較為充分的發(fā)揮。從學(xué)者對構(gòu)象型芯片的分析來看，這種芯片與蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)象問題之間也存在著一定的關(guān)系。在這種三維結(jié)構(gòu)構(gòu)象的作用下，在蛋白質(zhì)檢測反應(yīng)之中，這種芯片也可以對蛋白質(zhì)的一些高特異性進(jìn)行分析。

2.2 蛋白質(zhì)分子馬達(dá)

在生物學(xué)領(lǐng)域，一些學(xué)者將一些能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的特殊蛋白質(zhì)看作是分子馬達(dá)。在這種蛋白質(zhì)分子馬達(dá)的作用下，動物體在生長、運(yùn)動的過程中，可以及時(shí)完成化學(xué)能向機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)變，也可以在自身的發(fā)展過程中讓一些機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，根據(jù)一些學(xué)者在對這一問題進(jìn)行探究的過程中所推導(dǎo)出的結(jié)論來看，這種分子馬達(dá)在動物體內(nèi)的作用，幾乎包含了生命體從出生到死亡之間的各項(xiàng)活動之中。動物體的肌肉收縮、細(xì)胞內(nèi)部運(yùn)輸和遺傳物質(zhì)的復(fù)制，都離不開蛋白質(zhì)分子馬達(dá)的作用。對于這樣的觀念，筆者持的是一種肯定的態(tài)度。在蛋白質(zhì)基納米材料的應(yīng)用過程中，一些學(xué)者根據(jù)蛋白質(zhì)分子馬達(dá)在動物體內(nèi)的作用，設(shè)計(jì)出了一些新型的蛋白質(zhì)分子馬達(dá)?？斓鞍撞牧虾蛣拥鞍撞牧暇涂梢员豢醋魇切滦偷鞍踪|(zhì)分子馬達(dá)的兩種主要代表形式。其中，快蛋白材料是在對耳蝸外毛細(xì)胞進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建而成的基納米材料。在這一材料的應(yīng)用過程中，它會經(jīng)歷一個(gè)由電壓向位移之間的一種轉(zhuǎn)化過程。在這一材料的應(yīng)用過程中，人們往往會用微秒這單位來對其自身的運(yùn)動情況進(jìn)行計(jì)量。從這一材料的實(shí)際應(yīng)用效果來看，同其他分子馬達(dá)相比，這種材料的應(yīng)用效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他材料的應(yīng)用效果。

2.3 蛋白質(zhì)納米薄膜

在對蛋白質(zhì)納米材料進(jìn)行分析的過程中，蛋白質(zhì)納米薄膜也是我們不可忽視的一個(gè)重要元素。在這種材料的制作過程中，層層累計(jì)自組裝技術(shù)是設(shè)計(jì)者所應(yīng)用到的主要技術(shù)。從這種制作技術(shù)的研究情況來看，這一技術(shù)是對多層復(fù)合薄膜制作技術(shù)的一種創(chuàng)新。在這一技術(shù)的應(yīng)用過程中，它是在帶電基體的表面上對這種制作技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的。經(jīng)典引力作用和共價(jià)鍵作用，是這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的主要作用機(jī)理。在對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，一些經(jīng)過處理的帶電石英玻璃、帶電載玻片可以在制作過程中發(fā)揮一種基體作用。在經(jīng)過特殊處理以后，一些帶電的普通玻璃也可以在這種材料的制作過程中得到應(yīng)用。在蛋白質(zhì)納米薄膜之中，自組裝多層膜是一種較為常用的納米薄膜，在這種薄膜的制作過程中，薄膜的結(jié)構(gòu)和厚度等問題是可以在分子水平內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用的，因此，這種蛋白質(zhì)薄膜在生物工程領(lǐng)域的應(yīng)用，可以讓化學(xué)傳感器的制備技術(shù)、積分光學(xué)器件的制備技術(shù)和智能開關(guān)制作技術(shù)得到一定程度的優(yōu)化。

3 結(jié)論

納米技術(shù)與生物技術(shù)的綜合應(yīng)用，是這種新型蛋白質(zhì)材料在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出的主要特色。生物納米技術(shù)的發(fā)展，對這一技術(shù)的發(fā)展，有著一定的促進(jìn)作用。對天然生物分子的自身特點(diǎn)的發(fā)掘，可以讓與蛋白質(zhì)及納米材料有關(guān)的制作工藝得到進(jìn)一步發(fā)展。

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