双金属金银纳米簇的制备及其在环境检测中的应用研究

发布时间：2020-11-02 03:49

　　 贵金属纳米簇由于其良好的生物相容性、荧光稳定性、发射可调性,被广泛应用于环境检测、生物医疗、化学分析等领域。其中,金银纳米簇(Au/Ag NCs)比金纳米簇等有更加优越的荧光性能和稳定性,从而在分析检测领域拥有更高的应用价值。本文我们合成了荧光性能良好的双金属金银纳米簇(BSA-Au/Ag NCs),并基于BSA-Au/Ag NCs的荧光性能构建铜离子(Cu~(2+))检测探针,碱性磷酸酶(ALP)监测平台和玉米赤霉烯酮(ZEN)荧光免疫分析方法,具体内容如下:(1)利用牛血清蛋白为保护剂和还原剂,优化金银前驱体的摩尔比例、合成反应时间、反应温度和反应pH,制备了含有丰富巯基基团的BSA-Au/Ag NCs,并对BSA-Au/Ag NCs进行了表征。(2)基于Cu~(2+)类过氧化物酶的催化性能,构建了一种可检测Cu~(2+)的比例型荧光探针。在该实验体系中,Cu~(2+)可以催化无荧光的邻苯二胺(OPD),使其生成有荧光的(580 nm)氧化态邻苯二胺(DAP),同时由于BSA-Au/Ag NCs和DAP之间的内滤效应,BSA-Au/Ag NCs在690 nm处的荧光峰被淬灭。鉴于以上机理,我们构建了一种简单并且响应灵敏的比例型荧光探针,检测水中Cu~(2+)浓度。在最优条件下,该Cu~(2+)荧光探针的最低检测限为0.0637 nmol/L,灵敏度较高,可用于实际水样中Cu~(2+)的检测。(3)基于抗坏血酸(AA)可以恢复被KMnO_4淬灭的BSA-Au/Ag NCs的荧光的原理,构建了一种可监控ALP水平的“turn-on”型荧光探针。在该反应体系中,由于KMnO_4对BSA-Au/Ag NCs中巯基的氧化,破坏了BSA-Au/Ag NCs蛋白保护层的结构,使其荧光淬灭。而ALP催化抗坏血酸2-磷酸(AAP)生成的AA可以还原被氧化的巯基,使得BSA-Au/Ag NCs蛋白保护层恢复,恢复荧光。根据以上机理,建立了一种简单快捷、选择性好的“turn-on”型荧光探针,监测水中ALP水平。在最佳实验条件下,该荧光探针的最低检测限为0.00076 U/L。此外,我们还基于该方案成功的制备了可视化的ALP检测试纸。(4)在辣根过氧化物酶(HRP)的存在下,H_2O_2可以氧化邻苯二胺(OPD)生成在580 nm处有荧光峰的氧化态邻苯二胺(DAP),同时,由于内滤效应的存在,BSA-Au/Ag NCs的荧光被淬灭。据此,识别免疫过程中特异性结合在抗体上的HRP,建立一种可检测ZEN的比例型荧光免疫分析方法,检测目标物--玉米赤霉烯酮。在最佳条件下,该荧光免疫分析方法的检测限为0.02188 ng/mL,半数抑制(I_(50))浓度为0.08383 ng/mL,荧光免疫的灵敏度相较于该酶联免疫提高了近4.5倍,用于环境中的ZEN样品的检测有良好的发展前景。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;O657.3;X832
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 金银纳米簇的概述
    1.2 金银纳米簇的制备
        1.2.1 一步还原法
        1.2.2 两步还原法
        1.2.3 电流置换法
        1.2.4 抗电流置换法
    1.3 金银纳米簇的性质
    1.4 金银纳米簇的应用
        1.4.1 重金属离子的检测
        1.4.2 生物分子的检测
        1.4.3 免疫检测领域的应用
    1.5 本论文的研究内容及研究意义
第2章 金银纳米簇的制备和表征
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 BSA-Au/Ag NCs的制备
    2.3 结果与分析
        2.3.1 BSA-Au/Ag NCs合成条件的优化
        2.3.2 BSA-Au/Ag NCs的表征与分析
            2.3.2.1 BSA-Au/Ag NCs形貌及粒径的表征
            2.3.2.2 BSA-Au/Ag NCs荧光光谱表征
            2.3.2.3 BSA-Au/Ag NCs的 X射线衍射表征
    2.4 本章小结
第3章 基于BSA-Au/Ag NCs的比例型荧光探针对铜离子的检测
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验设备
2+的检测'>        3.2.3 Cu²⁺的检测
        3.2.4 实际样品前处理
    3.3 结果与分析
        3.3.1 可行性分析
        3.3.2 实验参数的优化
2+的比例荧光响应'>        3.3.3 Cu²⁺的比例荧光响应
        3.3.4 特异性分析
2+的检测'>        3.3.5 实际样品中对Cu²⁺的检测
    3.4 本章小结
第4章 基于BSA-Au/Ag NCs的“turn-on”荧光探针对碱性磷酸酶活性的分析
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验设备
        4.2.3 检测碱性磷酸酶
        4.2.4 湖水水样的采集和制备
        4.2.5 模拟水华中碱性磷酸酶的检测
        4.2.6 碱性磷酸酶检测试纸的制备
    4.3 结果与分析
        4.3.1 可行性分析
        4.3.2 机理研究
        4.3.3 反应条件的优化
        4.3.4 碱性磷酸酶的检测
        4.3.5 水华环境中的碱性磷酸酶分析
        4.3.6 碱性磷酸酶检测试纸的应用
    4.4 本章小结
第5章 基于BSA-Au/Ag NCs的新型荧光免疫分析方法对玉米赤霉烯酮的检测
    5.1 前言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验设备
        5.2.3 溶液的配置
        5.2.4 荧光免疫法检测玉米赤霉烯酮
        5.2.5 实际样检测
    5.3 结果与分析
        5.3.1 可行性分析
        5.3.2 机理研究
        5.3.3 比例荧光免疫检测条件的优化
        5.3.4 ZEN标准曲线的建立
        5.3.5 实际样品的分析及方法验证
    5.4 本章小结
第6章 结论和研究展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
参考文献
在学期间发表的学术论文及其他科研成果

【参考文献】

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本文编号：2866529