功能化金银纳米颗粒应用于生物环境中重金属离子的检测

发布时间：2017-03-31 08:18

  本文关键词：功能化金银纳米颗粒应用于生物环境中重金属离子的检测，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,贵金属纳米材料(特别是金和银纳米)因其独特的光学、磁学、催化等性质被广泛应用于生物、材料以及医学中。本文通过将有机小分子功能化于纳米材料表面,不仅提高纳米材料的水溶性,同时还使它表面功能化,提高它在分析识别中的选择性。本文设计了四种不同功能化的金银纳米材料用于重金属离子的特异性识别,分别建立了三价铬离子、汞离子、镉离子和镍离子的定量分析方法。本文主要从以下几个方面进行介绍:(1)利用4-氨基马尿酸(PAH)修饰的金纳米对三价铬离子进行了比色检测。实验发现,由于修饰于金纳米表面的PAH的功能团能与Cr~(3+)发生金属配位作用,三价铬离子能够诱导金纳米粒子的聚集,引起其光谱变化并伴随着溶液颜色变化,使金纳米由酒红色变为紫色甚至蓝色,实现了可视化检测。Cr~(3+)浓度在5.0-120μM范围内与PAH-Au NPs体系吸光度比值(A635nm/A520nm)呈现较好的线性关系。本方法的检测限为1.17μM。此外,本方法成功的运用到了湖水样品及实际奶粉中三价铬离子的检测。(2)基于Hg~(2+)抑制2-巯基苯丙噻唑(MBT)诱导金纳米聚集而建立的可视化Hg~(2+)的检测。2-巯基苯丙噻唑(MBT)作为聚集剂能够使金纳米发生聚集,同时颜色由酒红色变为蓝色。利用Hg~(2+)抑制金纳米的聚集,从而设计了一种简便、快速、灵敏检测Hg~(2+)的方法。AuNPs的聚集程度随着Hg~(2+)浓度的增加而逐渐降低,AuNPs溶液颜色也由蓝色变为红色。Hg~(2+)浓度的裸眼检测限为0.1μM,利用紫外光谱进行定量分析,Hg~(2+)在0.05-1.0μM范围内的理论检测限(LOD)为6.0 nM。(3)以1-氨基2-萘酚4-磺酸(ANS)为修饰功能团,将水相合成稳定均一的ANS修饰的银纳米粒子应用于Cd~(2+)的快速灵敏检测。实验中以ANS作为识别基团与Cd~(2+)通过金属配位作用使得银纳米发生聚集,通过溶液颜色变化以及紫外吸收光谱变化分别实现了对Cd~(2+)的定性和定量分析,Cd~(2+)浓度在1.0-10μM范围内与ANS-AgNPs探针吸光度比值呈现良好的线性关系,检测限为87 nM。本方法简单有效且被用于奶粉、湖水以及血清中Cd~(2+)的检测。(4)利用单磷酸腺苷(AMP)与十二烷基磺酸钠(SDS)共同修饰银纳米粒子对镍离子进行比色检测。双配体修饰的银纳米的选择性明显高于单个配体功能化的银纳米。本实验利用镍离子诱导AMP-SDS-AgNPs颗粒的聚集,从而达到定量检测Ni~(2+)的目的。Ni~(2+)在4.0-60μM范围内的理论检测限为0.6μM。本方法还应用于环境样品(自来水、湖水)中Ni~(2+)的检测。
【关键词】：4-氨基马尿酸 金银纳米 2-巯基苯丙噻唑 比色法 重金属离子
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X832;O657.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-15
• 1.1 纳米材料的概述10
• 1.2 金银纳米颗粒的概念及基本性质10-11
• 1.3 金银纳米的制备方法11-12
• 1.4 基于金银纳米颗粒的比色法12
• 1.5 金银纳米粒子的应用12-13
• 1.6 本文选题意义及研究内容13-15
• 1.6.1 选题意义13-14
• 1.6.2 研究内容14-15
• 第2章 基于 4-氨基马尿酸功能化的金纳米可视化检测Cr~(3+)15-26
• 2.1 引言15-17
• 2.2 实验部分17-18
• 2.2.1 主要试剂和实验仪器17
• 2.2.2 4-氨基马尿酸（PAH）修饰的金纳米的合成17
• 2.2.3 实际样品的预处理17-18
• 2.2.4 Cr~(3+)的检测18
• 2.3 结果与讨论18-25
• 2.3.1 PAH-AuNPs的表征18-20
• 2.3.2 PAH浓度对Cr~(3+)检测体系的影响20
• 2.3.3 溶液pH、盐浓度和反应时间对体系的影响20-21
• 2.3.4 比色法检测Cr~(3+)21-22
• 2.3.5 干扰物质对体系的影响22-23
• 2.3.6 样品测定23-24
• 2.3.7 Cr~(3+)诱导PAH-Au NPs聚集机理探讨24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 基于抑制 2-巯基苯丙噻唑诱导的金纳米的聚集对Hg~(2+)的比色检测26-38
• 3.1 前言26-28
• 3.2 实验部分28
• 3.2.1 主要仪器28
• 3.2.2 主要试剂28
• 3.2.3 金纳米（AuNPs）的合成28
• 3.2.4 AuNPs对Hg~(2+)的响应测试28
• 3.3 结果与讨论28-37
• 3.3.1 Hg~(2+)的检测机理28-30
• 3.3.2 实验条件的优化30-32
• 3.3.3 反应时间的影响32
• 3.3.4 分析应用32-35
• 3.3.5 样品分析35-37
• 3.4 结论37-38
• 第4章 1-氨基 2-萘酚 4-磺酸修饰的银纳米对Cd~(2+)的比色检测38-48
• 4.1 引言38-39
• 4.2 实验部分39-41
• 4.2.1 主要仪器39-40
• 4.2.2 主要试剂40
• 4.2.3 ANS-AgNPs的合成40
• 4.2.4 Cd~(2+)的检测40
• 4.2.5 实际样品的预处理40-41
• 4.3 结果与讨论41-47
• 4.3.1 ANS-AgNPs的表征41
• 4.3.2 ANS-AgNPs对Cd~(2+)的高选择性响应41-43
• 4.3.3 Cd~(2+)诱导ANS-AgNPs聚集机理探讨43-44
• 4.3.4 实验条件的优化44-45
• 4.3.5 ANS-AgNPs体系的干扰性45-46
• 4.3.6 分析应用46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 单磷酸腺苷与十二烷基磺酸钠共同修饰银纳米比色检测Ni~(2+)48-56
• 5.1 引言48-49
• 5.2 实验部分49-50
• 5.2.1 主要仪器49-50
• 5.2.2 主要试剂50
• 5.2.3 AMP-SDS-AgNPs的合成50
• 5.2.4 Ni~(2+)的检测50
• 5.3 结果与讨论50-55
• 5.3.1 AMP-SDS-AgNPs的表征50-51
• 5.3.2 实验条件的优化51-52
• 5.3.3 共存离子的影响52-53
• 5.3.4 分析应用53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第6章 全文总结与展望56-58
• 6.1 总结56
• 6.2 研究展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-70
• 攻读学位期间的研究成果70

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本文编号：279265