基于新型纳米材料的光学生物传感方法研究

发布时间：2017-11-17 07:25

  本文关键词：基于新型纳米材料的光学生物传感方法研究

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【摘要】：随着生命科学的快速发展与深入研究,生物分子在生物学中扮演越来越重要的角色,因此能快速、准确、实时地检测与分析各类生物分子对生物医药、临床治疗和诊断、环境监测和材料科学等领域的科学研究都有着重要意义。纳米材料具有独特的物理和化学性质,可以提高化学、生物传感器的信噪比,两者结合可以构建一系列高灵敏度、高选择性且操作简单、成本低廉的新型光学生物传感技术用于生物分子的检测。论文采用水热法和微波辅助水热法合成了硫化铜纳米棒、二氧化铈纳米球和金纳米簇三种纳米材料,并利用合成的纳米材料构建了检测过氧化氢、三聚氰胺和肌酸酐的光学传感新方法。具体的研究内容如下：采用水热法合成了具有过氧化物酶活性的硫化铜纳米棒及通过比色法测定过氧化氢。在过氧化氢存在的条件下,底物邻苯二胺(OPD)会被催化氧化成OxOPD并伴随可肉眼观察到的颜色变化,在此基础上使用紫外-可见分光光谱仪实现对氧化产物OxOPD吸光度的测定,从而实现对过氧化氢的定量检测。其线性范围为1.0-1000.0μmol L-1,检测限为1.1×10-7 mol L-1。采用微波辅助水热法制备了分散性较好的二氧化铈纳米球(CeO2),该CeO2纳米球具有类过氧化物酶催化活性。当一定量的过氧化氢与三聚氰胺发生反应后,具有类过氧化物酶活性的CeO2纳米球作为催化剂会催化剩余的H2O2和底物2,2-联氮基-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)的氧化还原反应从而生成有色化合物OxABTS。OxABTS的吸光度随三聚氰胺含量的增加而降低,并呈现出良好的线性关系,从而建立了定量测定乳制品中微量三聚氰胺的新方法。采用水热法制备了以胆酸钠为稳定剂与还原剂的金纳米簇(AuNCs)。胆酸钠是一种表面生物活性剂,它具有部分亲水及部分亲油性、化学性质不同的官能团、结构钢性和价格低廉等特点,因此胆酸钠是制备金纳米簇的理想模板。金纳米簇平均直径为5 nm,在紫外灯照射下能发射明亮的蓝色光,稳定性高。在此基础上,该工作还采用AuNCs的荧光增强现象来检测乳制品中的三聚氰胺,AuNCs的荧光增强值与三聚氰胺的浓度具有良好的线性关系、较宽的检测范围(0.025-1.0 nmol L-1)及较低的检测限(2.30×10-3 nmol L-1)。采用微波辅助水热法制备了荧光金纳米簇(AuNCs)。金纳米簇被证实可以作为一种荧光探针高灵敏度与选择性的检测人体血液与尿液中的肌酸酐。当体系中加入肌酸酐时,AuNCs的蓝色荧光会明显增强,其原因归结于形成氢键引起的金纳米簇团聚。本章还考察了实验条件如：pH、AuNCs的浓度、反应时间与温度对检测肌酸酐的影响。在最佳条件下,痕量的肌酸酐也能被检测到。其线性范围为0.1-100.0nmol L-1,检测限为7.54×10-3 nmol L-1。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TP212.3

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本文编号：1195263