纳米银在不同细胞缓冲液中溶解过程的Raman研究

发布时间：2017-09-03 12:11

  本文关键词：纳米银在不同细胞缓冲液中溶解过程的Raman研究

  更多相关文章： 纳米银 表面增强拉曼光谱 银离子释放

【摘要】：纳米银由于其出色的抗菌性,在日常消费品和医疗用品中都有较高的应用价值。然而,有研究表明,纳米银可能对人体和环境造成负面影响。这些研究结果直接导致了纳米银在医疗领域的应用受阻。一般认为,纳米银的毒性主要来源于表面银单质被氧化后释放出来的银离子。因此,研究纳米银在水相中的溶解过程成为一个研究纳米银毒性至关重要的一环。有鉴于此,我们利用表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy, SERS)技术,设计了一种新的简单的研究纳米银在水中溶解过程的实验方法,实现了对纳米银胶体溶解释放银离子过程的持续监测。本论文主要的研究内容和结果如下：(1)以课题组先前的研究为基础,结合种子生长法和Lee-Meisel方法,合成了类球形柠檬酸钠包覆的纳米银。在这个方法中,利用4 nm的纳米银作为生长的种子,然后通过多步合成法可合成不同尺寸的纳米银。其中尺寸分布窄、形貌最为均一的是平均尺寸为28.5 nm的纳米银,其具有表面增强拉曼散射效应,可作为研究纳米银溶解的实验材料。(2)利用(1)中得到的纳米银胶体溶液和拉曼光谱的方法,成功实现了对纳米银在水中溶解过程的持续监测,每次监测的时间为24小时。该方法的操作步骤十分简单：首先将纳米银的胶体溶液离心,分离纳米银颗粒和银离子溶液。将下层的纳米银沉淀复溶后与拉曼标记分子(尼罗蓝A)溶液混合。然后取少量样品置于密闭的石英比色皿中,进行持续24小时的拉曼光谱检测。最后,将得到的拉曼光谱数据经过数学软件处理,就能得到在这24小时的过程中,纳米银释放的银离子的浓度变化曲线以及纳米银的溶解速率曲线。实验结果表明24小时后大约有10.64%的银元素被释放到溶液中,纳米银的溶解速率是一个从大到小的过程：时间越长,纳米银溶解越慢,到24小时的时候溶解速率趋近于零,预示该体系很快会达到溶解平衡的状态。我们还将上述SERS方法测得的银离子含量与ICP-MS测得的银离子含量做对比,验证了SERS方法的可信度。(3)我们尝试将拉曼方法应用至监测纳米银在细胞缓冲液(PBS缓冲液、HEPES缓冲液)中的溶解过程。在此实验中,我们分别研究了柠檬酸钠包覆的纳米银和PVP包覆的纳米银在上述两种缓冲液中的溶解过程,总计四种体系；探究了拉曼光谱应用在这些体系中的可行性。实验结果表明由于PBS缓冲液中较高的离子浓度会导致纳米银的大量团聚,其对SERS强度的影响远远大于纳米银溶解对SERS强度的影响,因此该方法不适用于研究纳米银在PBS缓冲液中的溶解过程；另一方面,HEPES缓冲液是一种氢离子缓冲液,它不会导致纳米银大量团聚,对纳米银SERS强度的影响较小。因此,SERS方法有希望用于研究纳米银在HEPES缓冲液中的溶解过程。
【关键词】：纳米银 表面增强拉曼光谱 银离子释放
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.122;TB383.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 纳米银概论10-19
• 1.1.1 金属纳米材料简介10-11
• 1.1.2 纳米银简介11-12
• 1.1.3 纳米银抗菌性的机理研究12-13
• 1.1.4 纳米银的合成方法13-14
• 1.1.5 纳米银在生物医学领域的应用14-15
• 1.1.6 纳米银的毒性研究15-16
• 1.1.7 纳米银在国内的临床应用现状16-19
• 1.2 拉曼散射与表面增强拉曼散射19-24
• 1.2.1 拉曼散射的基本原理20-21
• 1.2.2 表面增强拉曼散射及其机理21-23
• 1.2.3 拉曼光谱在生物医学领域的应用23-24
• 1.3 论文研究内容及意义24-26
• 第二章 类球形纳米银的合成26-30
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27
• 2.2.1 实验材料与试剂27
• 2.2.2 实验仪器27
• 2.2.3 实验方法27
• 2.3 结果与讨论27-30
• 第三章 纳米银在水中溶解过程的拉曼光谱研究30-49
• 3.1 引言30-31
• 3.2 实验部分31-34
• 3.2.1 实验材料与试剂31
• 3.2.2 实验仪器31
• 3.2.3 实验方法31-34
• 3.3 结果与讨论34-49
• 3.3.1 实验数据的处理过程及最优化条件下的实验结果34-43
• 3.3.2 不同实验条件或者参数对于最终实验结果的影响43-49
• 第四章 纳米银在不同细胞缓冲液中溶解过程的拉曼光谱研究49-57
• 4.1 引言49-50
• 4.2 实验部分50-52
• 4.2.1 实验试剂与材料50
• 4.2.2 实验仪器50
• 4.2.3 实验方法50-52
• 4.3 结果与讨论52-57
• 第五章 总结与展望57-60
• 致谢60-62
• 参考文献62-67
• 作者简介67

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本文编号：784914