金属纳米簇参与的化学发光新方法及其分析应用研究

发布时间：2017-12-02 01:08

  本文关键词：金属纳米簇参与的化学发光新方法及其分析应用研究

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【摘要】：化学发光分析法是一种分子发光光谱分析法,具有较高的灵敏度和较宽的线性范围,所用仪器简单,而且没有外部光源带来的背景干扰等优点。将流动注射与化学发光法相结合的流动注射化学发光(FI-CL)分析法具备着除CL法优点之外的仪器设备简单廉价、分析快速以及较强的分析结果重现性的优点,已广泛地应用于无机物、有机物和药物等的分析检测。目前,化学发光分析的研究主要集中在寻找新的化学发光反应体系和将已有的CL反应体系同新近出现的材料或技术相结合,以增强其灵敏度和扩大CL的应用范围。纳米材料是粒径大小介于常规材料与微观粒子之间的一种新型材料,呈现出常见材料不具备的电学、磁学、光学和化学性质。近年来,研究者们已经将纳米材料引入到液相化学发光分析法中,纳米材料以催化增敏剂、还原剂、载体、能量受体等角色增强微弱的化学发光信号,打破了传统液相化学发光的应用局限。金属纳米簇通常由101~102个金属原子构成,其粒径一般小于2 nm。金属纳米簇具有特殊的离散能级和分子尺寸,呈现出强的光致发光、出色的光稳定性、良好的生物兼容性以及亚纳米级的粒径,是一种有潜力的材料,现已广泛应用于荧光、生物分析等领域,但其在化学发光中的应用研究较少。本论文主要由两部分组成:第一部分为综述,简要归纳了近年来金属纳米簇在分析化学领域的应用,重点归纳了金属纳米颗粒(含金属纳米簇)参与的液相化学发光及其应用。第二部分为研究报告,将新材料金属纳米簇引入弱化学发光体系来构建新的环保绿色的化学发光新方法,同时也将其应用于传统的luminol体系中增强原有方法的灵敏度,并对所构建的新方法的机理进行了研究,最后将其应用于环境水样以及人体尿液或血液,包括如下三个部分:金纳米簇增强的过氧亚硝酸化学发光法检测水样及人体内的亚硝酸盐亚硝酸盐是食物添加剂和化肥的成分之一,同时亚硝酸盐超标极易造成急性亚硝酸盐中毒,它严重影响人体的健康,所以亚硝酸盐的浓度是水体质量以及人体健康的一个重要指标。我们构建了金纳米簇-亚硝酸盐-酸性过氧化氢体系,金纳米簇的存在,使得原有的弱化学发光信号增强了20倍。我们研究了在金纳米簇存在时,过氧化氢诱导的亚硝酸盐化学发光体系的性质。过氧亚硝酸通过在线混合亚硝酸盐和酸性过氧化氢得到,产生很弱的化学发光,但是当引入金纳米簇,发现其能够增强亚硝酸盐-酸性过氧化氢体系的化学发光信号。过氧亚硝酸-金纳米簇体系的化学发光机理通过使用CL光谱,UV-vis光谱以及自由基清除剂等实验证实。本方法已被应用于检测环境中的三种水样以及人体尿液中的亚硝酸盐,具有良好的线性、准确度和精密度。铜纳米簇催化luminol-K3Fe(CN)6化学发光体系及其在药物分析中的应用研究本文将铜纳米簇应用于luminol-K3Fe(CN)6化学发光体系,发现Cu NCs使得该体系的化学发光信号增强。Cu NCs对该luminol体系的增强机理通过使用CL光谱、紫外吸收可见光谱、XPS光谱以及自由基清除实验得以证明,证实了Cu NCs在该体系起到催化剂的作用。为了扩展它的应用,我们发现四种药物及其中间体(邻苯二酚,多巴胺,叔丁基对苯二酚,对苯二酚)对该CL信号有明显的抑制作用,并对其应用进行了研究,发现具有很好地线性范围以及较低的检测限。最后对自来水样中的对苯二酚的含量以及人体血液中的多巴胺进行了加标回收检测,证明此方法具有较好的准确性,能够成功的应用于实际样品检测。金纳米簇与酸性KMnO4化学发光信号的机理研究我们研究发现了BSA-金纳米簇和高锰酸钾能够产生较强的化学发光信号,我们针对这一现象进行了研究讨论。本文中对酸的种类及其浓度、KMnO4浓度以及金纳米簇浓度等反应条件进行了讨论。我们利用化学发光光谱,紫外光谱,荧光光谱以及自由基清除实验等来探讨酸性高锰酸钾体系的可能机理。机理推测为金纳米簇表面上的BSA部分充当还原剂,金核(Au0)则作为增强剂或催化剂。这一机理与普通金属纳米粒子的完全催化作用有一些不同。由于金纳米簇具有良好的生物兼容性,因此该新方法具有应用于生物检测和人体内药物分析的可能性。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;TB383.1

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本文编号：1243084