纳米金的合成及其在生物中的应用

发布时间：2017-03-22 10:01

  本文关键词：纳米金的合成及其在生物中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纳米金因其具备良好的光学、电学和生物亲和能力等特性,已成为21世纪在催化、检测、生物传感、药物载体、生物探针、基因芯片等方面开发应用研究得越来越多的新材料。纳米金合成的方法有很多种,但大多数的合成法较为复杂并且不能在较宽的PH值范围和较大的盐浓度中稳定存在,这对其应用于纳米生物学中有一定的影响,并且纳米金在生物中的应用,大多数课题组研究得较为单一。因此,本论文提出一种新型、简单、绿色的纳米金的合成方法,并能在较宽的PH值与较高的盐浓度中稳定存在；系统的研究了三种表面不同电荷的纳米金与DNA、BSA和大肠杆菌的相互作用。 (1)以半胱氨酸,柠檬酸钠与氯金酸在室温振荡的条件下合成柠檬酸根与半胱氨酸共同作用包裹的纳米金(CA-Cys@Au)。这是一种新型、简单、绿色的纳米金的合成方法,合成纳米金的最佳摩尔比为Cys:HAuCl4:CA=0.5:1:3.88.对合成的纳米金进行了稳定性的研究,并提出了该反应的可能机理。在PH=4到13间,CA-Cys@Au的溶胶都能稳定存在,但最大波长处吸光度有细微差别。在电解质浓度为0-0.04M间有良好的稳定的,溶胶不会产生聚沉,在0-0.06M的浓度区间与A700/As25存在着良好的线性关系,这对分析溶液中离子强度有着一定的帮助。该反应可能机理为：Citrate与AuCl4-反应生成了Au,半胱氨酸通过-SH与Au表面相结合形成包附内层,过量的Citrate通过静电作用与半胱氨酸的残基相结合形成外层,对纳米金起来保护作用。 (2)纳米金(CA-Cys@Au)对BSA的猝灭为静态猝灭,纳米金与BSA间生成了基态配合物。不同温度下纳米金与BSA的作用结果可知,BSA与纳米金的结合位点为1,结合常数约为107M-1；盐浓度越高,BSA与纳米金的生成的基态配合物就越少。热力学研究分析知,纳米金与BSA的结合主要是氢键与范德华力作用；不同盐浓度下作用知,静电作用力在其中也起着较大的作用,BSA空间结构的不同也会对它们之间的结合有一定的影响。 (3)定向指导合成了三种表面不同电荷的20nm左右的纳米金。通过不同表面电荷纳米金与DNA的作用分析,确定以Citrate@Au与DNA的结合式最好,从而以Citrate为表面活性剂来制得了DNA@Au,该纳米金粒子对Hg2+有特异性检测效果,灵敏度高,且材料成本低,适用于实际中的应用。荧光光谱分析知,在BSA等电点处与BSA作用最好的是表面负电荷的纳米金,但在选择应用生物研究中,选择正电荷的较好的,因为其有良好的稳定性,在一定PH变化范围内,它与BSA的结合也是非常稳定的。由于细胞膜表面所带电荷的性质与细胞的内吞外排作用,我们确定了正电荷的纳米金更容易被细胞所吸收,吸收量大约是负电荷与中性电荷的8-10倍,这对以纳米金作为药物的载体来定向做用于受体的研究有一定的指导意义。
【关键词】：纳米金 半胱氨酸 柠檬酸钠 BSA 静态猝灭 基态配合物 表面电荷
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O614.123;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 纳米材料的基本特性和效应11-12
• 1.3 纳米金粒子的制备12-15
• 1.3.1 水溶性纳米金粒子的合成13
• 1.3.2 油溶性纳米金粒子的合成13-14
• 1.3.3 两相均溶性纳米金粒子的合成14-15
• 1.3.4 表面不同配体纳米金的合成15
• 1.3.5 纳米金棒,线,三角片的合成15
• 1.4 纳米金及纳米金与物质作用的表征方法15-17
• 1.4.1 紫外可见(Uv-vis)表征纳米金16
• 1.4.2 傅仪叶红外(FI-IR)表征纳米金与其它物质相互作用16
• 1.4.3 电子显微镜(SEM,TEM,AFM)表征纳米金16-17
• 1.4.4 荧光光谱表征纳米金与其它物质作用17
• 1.4.5 XRD表征纳米金17
• 1.5 纳米金的毒性及用于检测其它物质17-19
• 1.5.1 纳米金毒性的研究17-18
• 1.5.2 纳米金用于检测其它物质18-19
• 1.6 纳米金在催化与生物中的应用19-23
• 1.6.1 纳米金在催化氧化中的应用20
• 1.6.2 纳米金在生物中的应用20-23
• 1.7 本文的技术路线及主要研究内容23-25
• 1.7.1 本文的技术路线23-24
• 1.7.2 本文主要的研究内容24-25
• 第2章 一种新型纳米金的合成及稳定性和反应机理的研究25-38
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验部分26-27
• 2.2.1 实验试剂26
• 2.2.2 实验主要仪器26
• 2.2.3 柠檬酸根(CA)与半胱氨酸(Cys)共同作用包裹纳米金的制备26-27
• 2.3 纳米金材料的表征27
• 2.3.1 UV-vis分析27
• 2.3.2 红外分析27
• 2.3.3 TEM分析27
• 2.3.4 荧光分析27
• 2.4 结果与讨论27-37
• 2.4.1 最佳反应比例的研究27-30
• 2.4.2 最佳反应温度的研究30-31
• 2.4.3 在不同PH值下稳定性的研究31-33
• 2.4.4 在不同盐浓度下稳定性的研究33-35
• 2.4.5 反应机理的讨论35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 ：纳米金(CA-Cys@Au)与BSA之间的相互作用38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 实验部分38-39
• 3.2.1 实验试剂38-39
• 3.2.2 实验主要仪器39
• 3.2.3 纳米金加入BSA的中处理39
• 3.3 材料的表征39
• 3.3.1 紫外可见分析39
• 3.3.2 荧光光谱分析39
• 3.4 结果与讨论39-47
• 3.4.1 纳米金(CA-Cys@Au)与BSA吸收光谱分析40
• 3.4.2 纳米金与BSA发射光谱研究40-42
• 3.4.3 结合常数和结合位点42-44
• 3.4.4 热力学研究44-46
• 3.4.5 在不同盐浓度下纳米金与BSA的作用46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 三种不同表面电荷的纳米金的应用研究48-64
• 4.1 引言48-49
• 4.2 实验部分49-50
• 4.2.1 实验试剂49
• 4.2.2 实验主要仪器49
• 4.2.3 实验样品处理49-50
• 4.3 材料的表征50
• 4.3.1 紫外可见分析50
• 4.3.2 荧光光谱分析50
• 4.3.3 Zeta电位分析,TEM,ICP分析50
• 4.4 结果与讨论50-63
• 4.4.1 Au表面包裹剂的选择50-51
• 4.4.2 三种表面不同电荷的纳米金的表征51-52
• 4.4.3 三种表面的纳米金与DNA作用以及Hg~(2+)的特异性检测52-54
• 4.4.4 三种表面电荷的纳米金与BSA作用的研究54-59
• 4.4.5 三种表面电荷的纳米金与大肠杆菌的作用研究59-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-74
• 致谢74-75
• 附录：攻读硕士学位期间研究成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 兰新哲,金志浩,赵西成,苟林峰;PVP保护还原法制备纳米金溶胶[J];稀有金属材料与工程;2003年01期

2 杨冬梅;贺攀科;董芳;张敏;杨建军;;室温水汽对Au/TiO_2上光催化分解臭氧的影响[J];催化学报;2006年12期

3 王东辉,郝郑平,程代云,史喜成;负载型金催化剂在化工中的应用[J];化工进展;2002年07期

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本文编号：261276