纳米材料在生物分析中的应用

发布时间：2017-06-20 10:17

  本文关键词：纳米材料在生物分析中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纳米材料是其粒径在1-100nm的颗粒组成的固体体系,这些体系通常包括:纳米材料传感器、纳米分子、成像技术、药物的运输以及DNA的运载。因此纳米材料在生物医药,生化分析、力学和磁学等应用都相当的广泛。由于其小尺寸效应、量子效应、表面效应和界面效应的影响。纳米材料除了传统材料的性能,还具备了许多传统材料不具备的新的优异性能。催化剂是纳米材料的应用的重要领域之一。纳米颗粒作为纳米材料具有很高的比表面积,具有表面原子配位不全表面的键态和电子态与颗粒内部不同等特点,使得表面的活性位点增加,因此纳米颗粒具备了作为催化剂的先决条件。纳米技术与生物技术相结合,产生了纳米生物技术,利用纳米技术解决生物方面的问题。如由于纳米荧光纳米材料具有量子产率高、发光寿命长和性能稳定的特点,可以被用作为发光标记物应用在生物芯片,量子产率,更长的发光寿命,而且性能稳定。而且基于纳米材料的各种生物传感器在生物应用非常广泛。本论文主要研究的是基于双配体包被的金纳米棒作为局部表面等离子体非标记的检测O-GlcNAc修饰的蛋白质以及石墨烯量子点在细胞成像中的应用。O-GlcNAc糖基化是一种蛋白质翻译后的修饰过程,在不同类型的细胞中扮演着重要的作用,且与一些疾病密切相关例如癌症。非常渴望一种有效的分析方法来分析O-linkedβ-N-acetylglucosamine(O-GlcNAc)来进一步阐明其在生物学中的重要作用。金纳米棒(Au NRs)是一种具有特殊的光物理和光化学性的特殊纳米材料。其具有毒性低、生物相容性好、导电性强以及分散性好等优点。我们开发了一种非标记方法,是用双配体包被的金纳米棒作为局域表面等离子体共振(LSP R)传感器来检测O-GlcNAc糖基化的蛋白质。两种不同类型的烷基硫醇(羧基-PE G-硫醇,COOH-PEG-SH)和硫代琥珀酸(MSA)通过配件交换共轭到金纳米棒的表面。配体提供金纳米棒周围内层和外层的羧基基团,导致了更高的麦胚凝集素(WGA)的装载能力。COOH-PEG-SH作为一层保护层是金纳米棒更好的稳定性和分散性,更高的装载能力和很好的稳定性使得更加灵敏的非标记检测。通过WGA功能化的金纳米棒成功的分析了正常细胞和癌症细胞中的O GlcNAc水平,这项工作为糖组学研究和癌症诊断提供了一个有潜力的分析工具。用XC-72炭黑在浓硝酸的作用下,制备石墨烯量子点(GQDs)。合成的石墨烯量子点具有较好的水溶性、良好的荧光特性、抗盐能力、光稳定性及良好的生物相容性。透射电子显微镜观察其粒径大小为2-3 nm,且分布均匀。而后把合成的GQDs应用在生物细胞中,研究其对细胞的影响。共焦荧光显微镜看到细胞内部亮绿色区域,说明GQDs透过细胞膜,这些结果证明GQDs成功的用于生物成像,MTT法是通过测定吸光度而对活细胞进行间接计数的方法,细胞培养24小时后,其细胞活性依然接近于为100%,即GQDs在此浓度条件下对细胞活性不产生任何影响几乎没有影响。MTT比色分析也显示GQDs在细胞内光稳定性好和低细胞毒性。
【关键词】：纳米材料 金纳米棒 O-GlcNAc 糖基化 石墨烯量子点 生物成像
【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】：TB383.1;O657.3
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章绪论10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 纳米材料的概述10-11
• 1.3 纳米材料的制备和修饰11-12
• 1.4 金纳米棒的概述12-15
• 1.4.1 金纳米棒的性质12-13
• 1.4.2 金纳米棒的制备13-14
• 1.4.3 金纳米棒的应用14-15
• 1.5 石墨烯量子点概述15-18
• 1.5.1 石墨烯量子点的性质15-16
• 1.5.2 石墨烯量子点的制备16-18
• 1.5.3 石墨烯量子点的应用18
• 1.6 本论文的研究内容18-20
• 第二章 基于双配体功能化的金纳米棒检测O-GLCNAC修饰的蛋白质20-30
• 2.1 引言20-21
• 2.2 实验部分21-23
• 2.2.1 试剂与溶剂21
• 2.2.2 仪器设备21
• 2.2.3 金纳米棒的制备21-23
• 2.3 结果与讨论23-28
• 2.4 结论28-30
• 第三章 石墨烯量子点对细胞生长影响和成像分析30-34
• 3.1 引言30
• 3.2 实验部分30-32
• 3.2.1 试剂与溶剂30
• 3.2.2 仪器设备30
• 3.2.3 石墨烯量子点的制备30-31
• 3.2.4 细胞培养31
• 3.2.5 MTT法检测石墨烯量子点对细胞增殖的影响31
• 3.2.6 细胞计数法检测细胞生长曲线31
• 3.2.7 细胞成像31-32
• 3.3 结果与讨论32-34
• 第四章 金钯钴核壳结构（AU@PDCO)/碳高性能乙醇氧化催化剂性能研究34-38
• 4.1 引言34
• 4.2 实验部分34-35
• 4.2.1 仪器34-35
• 4.2.2 仪器设备35
• 4.2.3 金钯钴核壳结构（Au@PdCo)/碳高性能催化剂的制备35
• 4.3 结果与讨论35-38
• 第五章 结论与展望38-40
• 5.1 全文结论38
• 5.2 展望38-40
• 参考文献40-52
• 硕士在读期间科研成果52-54
• 致谢54

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