基于人造纳米酶的制备、表征及其在生物检测和环境污染物降解中的应用

发布时间：2017-10-19 23:18

  本文关键词：基于人造纳米酶的制备、表征及其在生物检测和环境污染物降解中的应用

  更多相关文章： 纳米酶 癌细胞检测 癌细胞成像 甲基蓝降解 汞离子检测

【摘要】：在过去的数十年间,科学工作者为了模拟天然酶的结构和优良特性,发展了形形色色的人造酶。近来,人们又发现一些纳米材料也具有类天然酶的特性,人们将这一新型的人造酶定义为纳米酶,其优异的特性吸引了众多科学家的目光。与天然酶和经典的人造酶相比,纳米酶拥有诸多优良的特性,纳米酶在应用上也取得了巨大地进步。现如今,人们发现很多纳米材料都具有类天然酶的特性,并被广泛的应用到诸多领域,如生物传感器、免疫检测、癌症的早期诊断与治疗、神经系统保护、抑制细胞生长、环境污染物的除去,污水处理等。基于以上研究背景,本文主要围绕新型纳米酶的制备、表征及其在生物检测和环境污染物降解中的应用展开,简要描述如下:第一章:本章节主要介绍了天然酶、人造酶和纳米酶的历史、分类、性质,并重点介绍了纳米酶在生物传感器,免疫检测、离子识别、癌症的诊断与治疗、污染物除去,生物成像,污水处理等方面的应用。第二章:这一章节我们主要发展了一种新型的生物传感器,此传感器以PdNPs/MCNC作为纳米酶,有机分子6作为荧光和比色的信号指示分子,而且此传感器可被完美的应用到癌细胞的靶向检测和多色成像中。第三章:在该章节中,我们通过利用乙二醇/水的混合液为还原剂,二乙烯三胺为偶联剂,发展了一种在磁性碳纳米球中原位生长金纳米粒子的新途径,制备了一种Au NPs/MCNSs纳米复合材料。此外,该纳米复合材料拥有异常优异的催化性能,在处理有机混合染料的水溶液时,可以选择性的降解其中的甲基蓝(MB)。第四章:本章节中,我们通过增强金纳米的催化性能,首次设计了一种荧光、比色双重信号放大实验,并将其用于高灵敏、高选择性的检测水溶液中的汞离子。当向金纳米中加入汞离子,可以快速的形成金汞齐,并能大幅度的提高金纳米催化还原罗丹明B的性能,该过程中伴随有荧光和比色的信号变化,因此提供了双重检测信号。此外,值得注意的是当罗丹明B的还原产物(rRh B)暴露在空气中2个小时左右,RhB的颜色再次被恢复,基于此我们将RhB固定在滤纸上,制成了检测汞离子的纸传感器,实验发现,同一纸传感器可以重复使用6次。
【关键词】：纳米酶 癌细胞检测 癌细胞成像 甲基蓝降解 汞离子检测
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O629.8
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-44
• 1.1 引言13-14
• 1.2 酶的发展史14
• 1.3 酶的分类14-16
• 1.3.1 天然酶的分类14-15
• 1.3.2 人造酶的分类15
• 1.3.3 纳米酶的分类15-16
• 1.4 纳米酶的制备16-21
• 1.4.1 碳基纳米酶的制备16-18
• 1.4.1.1 氧化石墨烯类纳米酶的制备16-17
• 1.4.1.2 碳纳米管类纳米酶的制备17-18
• 1.4.2 金属基纳米酶的制备18-20
• 1.4.2.1 有序介孔硅封装的金纳米粒子纳米酶的制备18-19
• 1.4.2.2 金纳米簇纳米酶的制备19-20
• 1.4.3 金属氧化物基纳米酶的制备20-21
• 1.4.3.1 氧化铈纳米酶的制备20-21
• 1.5 纳米酶所能模拟的天然酶的种类21-23
• 1.5.1 类过氧化物酶21-22
• 1.5.2 类过氧化氢酶22
• 1.5.3 类超氧化物歧化酶（SOD）22
• 1.5.4 类氧化酶22-23
• 1.6 纳米酶的应用23-35
• 1.6.1 纳米酶在过氧化氢（H_2O_2）检测中的应用23-24
• 1.6.2 纳米酶在葡萄糖检测中的应用24-25
• 1.6.3 纳米酶在核酸传感器中的应用25-27
• 1.6.4 纳米酶在生物传感器中的应用27-28
• 1.6.5 纳米酶在离子检测中的应用28-30
• 1.6.6 纳米酶在免疫测定中的应用30-32
• 1.6.7 纳米酶在癌细胞检测中的应用32-35
• 1.7 论文选题与研究内容35-37
• 参考文献37-44
• 第二章 磁性碳笼子封装的钯纳米粒子（PdNPs/MCNC）的制备、表征及其在癌细胞靶向检测和多色成像中的应用44-75
• 2.1 引言44-46
• 2.2 实验药品、仪器46
• 2.2.1 实验药品46
• 2.2.2 实验仪器46
• 2.3 PdNPs/MCNC纳米酶和目标分子 6（NNPH）的制备及其在癌细胞靶向检测和多色成像中的应用46-51
• 2.3.1 碳纳米球（CNSs）的制备46-47
• 2.3.2 二乙烯三胺修饰的碳纳米球（CNSs-DETA）的制备47
• 2.3.3 3, 4-二羟基苯甲醛修饰的碳纳米球（CNSs-DETA-DIB）的制备47-48
• 2.3.4 磁性碳笼子（Fe_3O_4 NPs/CNCs）的制备48
• 2.3.5 PdNPs/MCNC的制备48
• 2.3.6 DIB-PEG-NH-FA的制备48
• 2.3.7 FA-PdNPs/MCNC的制备48
• 2.3.8 5-硝基苊（2）的合成48-49
• 2.3.9 4-硝基-1,8-萘二甲酸酐（3）的合成49
• 2.3.10 4-硝基-1,8-萘酰亚胺（4）的合成49
• 2.3.11 4-氨基-1,8-萘酰亚胺（5）的合成49
• 2.3.12 目标分子（6）的合成49-50
• 2.3.13 高效纳米酶PdNPs/MCNC催化目标分子（6）生成化合物（5）的实验50
• 2.3.14 UV-vis光谱的测定50
• 2.3.15 荧光光谱的测定50
• 2.3.16 细胞毒性实验50-51
• 2.3.17 细胞成像实验51
• 2.3.18 比色法检测癌细胞51
• 2.4 结果与讨论51-66
• 2.4.1 PdNPs/MCNC的TEM表征51-54
• 2.4.2 纳米酶PdNPs/MCNC的X-射线光电能谱（XPS）表征54-55
• 2.4.3 纳米酶PdNPs/MCNC的X-射线粉末衍射谱（XRD）和磁学性质（VSM）表征55-56
• 2.4.4 PdNPs/MCNC的红外（FT-IR）表征56-57
• 2.4.5 PdNPs/MCNC纳米复合材料与目标分子（6）的作用机理57
• 2.4.6 实验参数的优化57-59
• 2.4.7 催化剂PdNPs/MCNC专一性与催化、回收效果研究59-60
• 2.4.8 催化剂PdNPs/MCNC稳定性研究60-61
• 2.4.9 目标分子（6）的紫外可见光谱（UV-vis）性质研究61-62
• 2.4.10 目标分子（6）的荧光光谱性质研究62
• 2.4.11 PdNPs/MCNC的细胞毒性测试62-63
• 2.4.12 靶向检测癌细胞和癌细胞多色成像机理探究63-65
• 2.4.13 比色法检测癌细胞65-66
• 2.5 结论66-67
• 参考文献67-70
• 附录70-75
• 第三章 磁性碳纳米球封装的金纳米粒子的制备、表征及其在有机染料甲基蓝（MB）选择性降解中的应用75-89
• 3.1 引言75-77
• 3.2 实验药品及仪器77-78
• 3.2.1 实验药品77
• 3.2.2 实验仪器77-78
• 3.3 Au NPs/MCNSs的制备78-79
• 3.3.1 碳纳米球（CNSs）的制备78
• 3.3.2 二乙烯三胺修饰的碳纳米球（CNSs-DETA）的制备78
• 3.3.3 3, 4-二羟基苯甲醛修饰的碳纳米球（CNSs-DETA-DIB）的制备78
• 3.3.4 磁性碳纳米球（Fe3O4 NPs/CNSs）的制备78
• 3.3.5 Au NPs/MCNSs的制备78-79
• 3.4 结果与讨论79-86
• 3.4.1 Au NPs/MCNSs的TEM表征79-80
• 3.4.2 纳米酶Au NPs/MCNSs的X-射线光电能谱（XPS）表征80-81
• 3.4.3 纳米酶Au NPs/MCNSs的X-射线粉末衍射（XRD）和磁学性质（VSM）表征81-82
• 3.4.4 Au NPs/MCNSs的红外（FT-IR）表征82-83
• 3.4.5 Au NPs/MCNSs纳米复合材料对有机混合染料降解性能的测试83-86
• 3.5 结论86-87
• 参考文献87-89
• 第四章 基于金汞齐催化的一种可逆的比色、荧光双重信号放大实验及其在汞离子（Hg2+）可视化检测中的应用89-107
• 4.1 引言89-91
• 4.2 实验药品与仪器91-92
• 4.2.1 实验药品91
• 4.2.2 实验仪器91-92
• 4.2.3 计算公式92
• 4.3 基于金汞齐（Au~0/Hg~0）催化的一种可逆的比色、荧光双重信号放大实验及其在汞离子（Hg~(2+)）可视化检测中的应用92
• 4.3.1 金纳米粒子（Au NPs）的合成92
• 4.3.2 汞离子检测方案92
• 4.4 结果与讨论92-101
• 4.4.1 金纳米粒子及金汞齐的表征92-93
• 4.4.2 该实验的检测机理探究93-94
• 4.4.3 比色、荧光汞离子纸传感器的制备及其可逆性研究94-95
• 4.4.4 最佳实验条件的筛选95-97
• 4.4.5 该比色、荧光检测体系对汞离子的选择性、竞争性实验97-98
• 4.4.6 罗丹明B的紫外和荧光滴定实验98-99
• 4.4.7 该检测体系在实际水样检测中的应用99-100
• 4.4.8 纸传感器对汞离子的可视化检测100-101
• 4.5 结论101-102
• 参考文献102-105
• 附录105-107
• 总结和展望107-109
• （一）总结107-108
• （二）展望108-109
• 在学期间的研究成果109-110
• 一、发表论文109
• 二、参与课题109-110
• 致谢110

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本文编号：1063904