新型银纳米簇的合成及应用研究

发布时间：2017-10-07 06:00

  本文关键词：新型银纳米簇的合成及应用研究

  更多相关文章： 荧光分析法 银纳米簇 重金属 凝血酶

【摘要】：荧光分析法在检测灵敏度、选择性和实时、原位等方面具有突出的优势。近来随着纳米技术的快速发展,出现了一类新的荧光标记物--金属纳米簇。金属纳米簇尤其是银纳米簇,在生命科学中具有广泛的潜在应用。银纳米簇具有大的斯托克斯位移、低毒性、水溶性、小粒径、好的生物相容性和易与生物大分子共轭连接等优点,有望替代传统的荧光探针,推动生物传感、细胞成像、光电子和纳米医学等领域的发展。虽然银纳米簇可由多种方法合成,但是在量子产率和稳定性方面仍有待提高。因此,简单、快速地合成量子产率高且稳定性好的银纳米簇是非常具有挑战性的研究领域。重金属污染是指重金属或其他化合物造成的环境污染,重金属已经成为全球关注的制约可持续发展的重要污染物。重金属一旦进入人体,就会在食物链中连续富集放大,最终危及人的生命。凝血酶在血液凝固和动脉粥样硬化疾病检测和诊断方面起着至关重要的作用。了解凝血酶的活性和抑制机理对于生化研究和凝血酶相关疾病的诊断非常重要。因此,建立快速、灵敏的重金属离子检测和凝血酶活性检测方法具有重要的意义。本论文从以下三个方面展开：第一章,首先总结了银纳米簇的合成方法、光学性质以及其在重金属离子检测、超灵敏生物分子检测和生物成像方面的应用。其次,概述了重金属对环境和人体的污染及危害,以及现有的荧光传感技术对重金属离子检测的选择性和灵敏度。最后,探讨了蛋白酶尤其是凝血酶在生命过程中的重要作用,论述了已经建立的蛋白酶活性荧光检测方法的优缺点。第二章探索了牛血清白蛋白(BSA)和DNA共同稳定的银纳米簇的合成及应用。利用BSA和DNA的协同作用,共同作为模板合成了BSA-DNA-AgNCs。考察了不同条件对合成BSA-DNA-AgNCs荧光强度的影响,以及对比了DNA-AgNCs和BSA-DNA-AgNCs在荧光发射性能和稳定性方面的差异。结果表明,制备的新型银纳米簇具有高荧光强度、高稳定性、高抗氧化能力的特点。并进一步对其进行了MOLDI-TOF质谱和X射线光电子能谱表征,分析得出了BSA-DNA-AgNCs可能的形成机理。此外,用这种新型的荧光探针建立了快速、高选择性和超灵敏的荧光分析方法,用于溶液中Cu~(2+)和Hg~(2+)的分别检测。实验还通过UV-Vis光谱、荧光光谱和透射电镜的表征,系统分析了BSA-DNA-AgNCs与Cu~(2+)/Hg~(2+)间的作用机理及其传感能力。第三章设计了一条包含凝血酶切割序列和半胱氨酸末端残基的肽链作为探针,建立了一种无标记检测凝血酶活性的新方法。这种酶活性检测方法的原理是肽链末端的半胱氨酸通过Ag-S键与DNA稳定的银纳米簇结合形成DNA-AgNCs-peptide复合物,使DNA-AgNCs的荧光增强。当复合物吸附到GO表面,又使DNA-AgNCs复合物荧光猝灭。一旦凝血酶切割底物肽链成氨基酸片段,这些氨基酸片段从GO表面释放、脱落,DNA-AgNCs的荧光恢复。该方法检测凝血酶的线性范围为0-0.05μM,最低检出限为1 nM。只需要简单改变底物肽链探针的序列,就能将该方法轻松拓展用于其他蛋白水解酶和激酶的检测。
【关键词】：荧光分析法 银纳米簇 重金属 凝血酶
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-27
• 1.1 荧光分析法简介9-10
• 1.2 金属纳米簇在生物传感分析方面的应用10-18
• 1.2.1 银纳米簇的制备和性质10-15
• 1.2.2 银纳米簇在荧光生物传感方面的应用15-18
• 1.3 荧光分析法在重金属检测中的应用18-22
• 1.3.1 重金属污染及危害18-19
• 1.3.2 重金属荧光检测技术的发展现状19-22
• 1.4 荧光分析法在蛋白酶检测中的应用22-25
• 1.4.1 蛋白酶生理及病理应用22-23
• 1.4.2 蛋白酶荧光检测技术的发展现状23-25
• 1.5 本论文的研究目的、研究思路和研究内容25-27
• 第2章 新型银纳米簇的合成及应用27-51
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-31
• 2.2.1 实验试剂和仪器28-29
• 2.2.2 BSA-DNA-AgNCs的合成29
• 2.2.3 BSA-DNA-AgNCs的光谱测定29-30
• 2.2.4 BSA-DNA-AgNCs的循环伏安测定30
• 2.2.5 BSA-DNA-AgNCs的基质辅助激光解吸质谱(MALDI-TOF MS)30
• 2.2.6 BSA-DNA-AgNCs的X射线光电子能谱(XPS)30-31
• 2.2.7 金属离子的检测和选择性实验31
• 2.3 结果与讨论31-48
• 2.3.1 BSA-DNA-AgNCs的合成和TEM表征31-33
• 2.3.2 影响BSA-DNA-AgNCs荧光强度的因素33-35
• 2.3.3 BSA-DNA-AgNCs的光谱性质和稳定性35-36
• 2.3.4 BSA-DNA-AgNCs的电化学性质36-39
• 2.3.5 BSA-DNA-AgNCs形成机理的推测39-42
• 2.3.6 基于BSA-DNA-AgNCs的荧光分析法检测金属离子42-48
• 2.4 本章小结48-51
• 第3章 无标记荧光检测凝血酶活性新方法51-67
• 3.1 引言51-52
• 3.2 实验部分52-55
• 3.2.1 实验试剂及仪器52-53
• 3.2.2 合成dC_(12)-AgNCs53
• 3.2.3 dC_(12)AgNCs-peptide 1的X射线光电子能谱(XPS)53-54
• 3.2.4 凝血酶活性和抑制实验54
• 3.2.5 凝血酶动力学检测54
• 3.2.6 方法选择性实验54
• 3.2.7 血清中凝血酶回收率的测定54-55
• 3.3 结果与讨论55-66
• 3.3.1 基于dC_(12)AgNCs和GO检测凝血酶活性的原理55-56
• 3.3.2 方法可行性考察56-58
• 3.3.3 dC_(12)-AgNCs与肽链间的相互作用58-60
• 3.3.4 荧光猝灭剂-氧化石墨烯60-61
• 3.3.5 凝血酶活性实验61-65
• 3.3.6 凝血酶活性的抑制实验65
• 3.3.7 实际样品的测定65-66
• 3.4 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-85
• 致谢85-87
• 攻读学位期间研究成果87

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本文编号：987265