光学活性金银纳米粒子的制备及应用研究

发布时间：2017-08-20 20:13

  本文关键词：光学活性金银纳米粒子的制备及应用研究

  更多相关文章： 手性金纳米簇 手性金银合金纳米颗粒 细胞成像 手性识别

【摘要】：金属纳米材料,包括金属纳米颗粒和荧光金属纳米簇等,在纳米分析化学领域已得到广泛发展和应用。而手性金属纳米材料的构建还仅处于初期探索阶段,基于手性金属纳米材料的应用研究更是留下了很大的创新空间。本论文拟借鉴现代纳米材料功能化修饰的相关技术和手性纳米材料研究已有的发展成果,通过手性配体分子修饰或置换、手性分子同时作为还原剂和稳定剂一步合成等途径,制备具有优良手性光学性质的金银纳米粒子。探索手性配体分子与金银纳米材料吸收光谱性质、纳米粒子组成、大小等对金银纳米材料光学性质的影响规律,阐明手性发生和转移的机制。进而基于设计和构建的手性金银纳米材料为光谱探针,借助手性分子识别过程中圆二色光谱信号分辨,建立简单、经济、快速的药物识别与传感新方法。具体研究内容包括以下两个方面:(1)组氨酸介导合成的手性荧光金纳米簇及其手性光学活性起源通常,纳米粒子合成过程涉及手性分子参与易于诱导纳米结构产生独特的电子和手性光学响应。因此,在本研究中,我们用组氨酸对映体既作为保护剂又做还原剂,一步合成了水溶性、单分散、蓝绿色荧光发射的手性荧光金簇(gold nanoclusters,AuNCs)。与之前报道的合成方法相比,目前的合成方法具有如下优点:首先,反应快速、温和,不需加热、加压及特殊的介质;其次,它是一种绿色环保的合成方法,合成过程中仅涉及氯金酸和组氨酸的对映体,不需要其它任何催化剂或模板;第三,不同于手性巯基分子保护的金属纳米粒子,组氨酸对映体作为含氮手性配体,其介导合成的手性荧光金簇为进一步理解纳米尺度光学活性起源提供了一个新的视角。进一步,通过巯基手性配体交换实验,阐释了组氨酸介导合成的荧光AuNCs手性起源的问题,揭示了其内在的手性本质。尽管硫醇化保护的手性金簇如:Au102(SR)44,Au38(SR)24,和Au28(SR)20的内在手性已经被报道过了,但被含氮配体包被的AuNCs的内在手性却是第一次被观察。因此,本研究为手性金纳米材料的设计和应用研究奠定了一定基础。(2)光学活性金银合金纳米颗粒的合成及可视化对映体识别与传感与合成方法和光学活性起源的探索相比,贵金属合金纳米颗粒的光学活性性质、合金效应,以及金属纳米材料手性依赖性应用研究却鲜有报道。到目前为止,大部分对纳米结构光学活性的研究都集中在单组分系统上,尤其是巯基分子包被的AuNCs。然而,与单组分系统相比,合金纳米粒子往往表现出独特的光学特征。组成原子之间的相互作用可以改变合金纳米粒子的电子结构和表面组成,从而具有更强的化学、催化和光学性质。因此,在本研究中使用带有巯基的分子——青霉胺作为包被剂,通过改变硝酸银和氯金酸的摩尔比合成了不同比例的双金属金银合金纳米粒子。根据Nishida的研究表明,在相同配体保护下,可比大小的银纳米粒子的光学活性明显强于金纳米粒子。为了进一步证明合金效应对纳米颗粒光学活性的影响,本研究将可比大小的合金与单独金、银纳米粒子的光学活性进行了比较,结果表明,合金效应导致光学活性进一步增强。随后,发现合成的手性金银合金纳米粒子对青霉胺对映体具有自识别能力,从而建立了可视化识和检测青霉胺对映体的新方法,这种简单快速的可视化识别与传感为手性药物研究提供了新的思路。上述实验结果对深入认识光学活性金属纳米材料的功能性质,并进一步拓展其在对映异构体的手性分离、手性识别与传感等领域的应用,具有重要的借鉴意义。
【关键词】：手性金纳米簇 手性金银合金纳米颗粒 细胞成像 手性识别
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.122;TB383.1
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第1章 选题依据11-27
• 1.1 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展动态分析12-23
• 1.2.1 手性纳米材料12-15
• 1.2.2 纳米材料的手性来源15-21
• 1.2.3 手性纳米粒子在医药领域的应用21-23
• 1.3 存在的主要问题23-24
• 1.4 本研究的出发点及拟解决的问题24
• 1.5 本论文研究内容及研究路线24-27
• 第2章 组氨酸介导合成的手性荧光金纳米簇及其手性光学活性起源27-41
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-30
• 2.2.1 实验试剂与仪器28-29
• 2.2.2 手性金纳米簇的合成29
• 2.2.3 配体交换实验29
• 2.2.4 细胞毒性考察29
• 2.2.5 细胞成像实验29-30
• 2.3 结果与讨论30-39
• 2.3.1 手性金纳米簇的表征30-31
• 2.3.2 实验条件的优化31-32
• 2.3.3 配体交换实验32-36
• 2.3.4 手性金纳米簇的低细胞毒性36-37
• 2.3.5 细胞成像37-39
• 2.4 小结39-41
• 第3章 手性金银合金纳米颗粒的合成及可视化对映体识别与传感41-55
• 3.1 引言41-42
• 3.2 实验部分42
• 3.2.1 实验试剂与仪器42
• 3.2.2 手性金银合金纳米颗粒的制备42
• 3.2.3 青霉胺的识别与检测42
• 3.3 结果与讨论42-53
• 3.4 小结53-55
• 第4章 全文总结与展望55-57
• 4.1 全文总结55-56
• 4.2 展望56-57
• 参考文献57-65
• 硕士期间研究成果65-67
• 致谢67

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本文编号：708629