银、铜纳米簇的合成及其在生化分析中的应用研究

发布时间：2017-03-30 22:02

  本文关键词：银、铜纳米簇的合成及其在生化分析中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属纳米簇是一种具有独特的物理、化学和电学性质的纳米材料,因具有超小尺寸、高荧光量子产率、毒性低、水溶性好、光学稳定性高以及生物相容性好等优点而得到广泛关注。目前,大量的研究工作集中在金属纳米簇的合成及其应用方面。本学位论文在合成具有高荧光强度的银、铜纳米簇的基础上,利用银、铜纳米簇作为荧光探针用来检测与疾病相关的DNA以及与环境污染相关的金属离子,具有重要的理论与实际研究价值。本论文主要包括两方面工作:(1)以发卡DNA为模板合成银纳米簇,在核酸外切酶III(Exo III)协助下实现循环放大高灵敏检测乙肝病毒(HBV)DNA,传感机理基于对两个分子信标(MB1和MB2)的利用。在无目标物存在时,分子信标自我杂交为Exo III剪切抗性的发卡结构,并且MB2拥有富含C碱基的环部区域,这一区域可用于合成产生高荧光信号的银纳米簇。当存在目标物时,目标DNA可以与MB1结合并形成部分杂交的双链结构,该结构在Exo III的剪切作用下释放可以诱导MB1-目标物杂交循环反应的目标DNA并产生启动DNA。产生的启动DNA可以进一步与MB2杂交并诱导MB2的结构由发卡到单链的转变。这种结构的转变将影响银纳米簇的形成并产生弱的荧光信号,同时在Exo III协助下可以实现对启动DNA的重复利用。该方法对HBV的最低检测线达到0.97 nmol/L,并且可以在人血清中进行检测HBV DNA。(2)提出一种简单、环保的方法用于合成支化聚乙烯亚胺保护的铜纳米簇(hPEI-CuNCs),该方法合成的CuNCs具有很好的稳定性,能抵抗极端pH、高离子强度、巯基化合物刻蚀以及光漂白作用。在合成CuNCs的基础上,将其偶联到二氧化硅包裹的量子点(QDs)表面构建比率荧光探针。当存在不同浓度的Cu2+时,Cu2+可以猝灭CuNCs的荧光,而QDs的荧光保持不变可作为参比信号。同时,比率荧光探针的颜色也由黄绿色变为红色,基于此实现比率化、可视化检测Cu2+。本方法对Cu2+的最低检测线为8.9 nmol/L,这一检测线明显低于美国环境保护协会规定的饮用水中Cu2+的允许浓度(约20μmol/L)。此外,该方法还可以在实际水样中对Cu2+进行检测。
【关键词】：纳米簇 循环放大 比率荧光 可视化
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.3;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 纳米技术与纳米材料8-9
• 1.2 金属纳米簇概述9-11
• 1.3 常见金属纳米簇的合成11-15
• 1.3.1 银纳米簇的合成12-14
• 1.3.2 铜纳米簇的合成14-15
• 1.4 金属纳米簇的应用15-16
• 1.5 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 DNA-银纳米簇的合成并用于乙肝病毒DNA检测17-28
• 2.1 引言17-19
• 2.2 实验部分19-21
• 2.2.1 试剂与材料19-20
• 2.2.2 仪器设备20
• 2.2.3 核酸外切酶III协助的循环放大检测DNA反应20-21
• 2.2.4 荧光DNA模板银纳米簇的合成21
• 2.3 结果与讨论21-27
• 2.3.1 DNA模板银纳米簇的表征21-23
• 2.3.2 核酸外切酶III的储存溶液对银纳米簇荧光特性的影响23-24
• 2.3.3 用于DNA分析的核酸外切酶III协助的循环放大反应24-26
• 2.3.4 选择性分析26-27
• 2.3.5 实际样品检测27
• 2.4 小结27-28
• 第3章 基于铜纳米簇构建比率荧光探针用于铜离子检测28-44
• 3.1 引言28-30
• 3.2 实验部分30-32
• 3.2.1 试剂与材料30
• 3.2.2 合成聚乙烯亚胺模板铜纳米簇30-31
• 3.2.3 合成双发射的比率荧光探针31
• 3.2.4 表征过程31
• 3.2.5 检测实验31-32
• 3.3 结果与讨论32-42
• 3.3.1 铜纳米簇的合成与表征32-34
• 3.3.2 铜纳米簇的合成优化34
• 3.3.3 铜纳米簇稳定性研究34-36
• 3.3.4 比率荧光探针量子点@铜纳米簇的合成与表征36-37
• 3.3.5 实验条件优化37-38
• 3.3.6 比率荧光探针的传感应用38-41
• 3.3.7 荧光探针的选择性41-42
• 3.3.8 实验样品检测42
• 3.4 小结42-44
• 第4章 总结与展望44-45
• 参考文献45-54
• 致谢54-55
• 攻读硕士学位期间的研究成果55
• 已发表和待发表的论文55
• 已申请的专利55
• 基金资助55

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