金纳米粒子的可控制备及其在生化比色分析中的应用研究

发布时间：2016-11-12 08:23

  本文关键词：金纳米粒子的可控制备及其在生化比色分析中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《东北林业大学》 2015年

金纳米粒子的可控制备及其在生化比色分析中的应用研究

宇佳  

【摘要】：近年来,随着纳米技术的兴起,金纳米粒子(AuNPs)以其独特的光学和电学性质、良好的稳定性、小尺寸和表面效应以及独特的生物亲和性,使其在生化比色分析等领域显示了潜在的价值。迄今为止人们已经发展了多种AuNPs的制备方法。目前主要的合成手段可分为化学合成法和物理合成法。化学合成法是以金的化合物为原料,利用还原反应生成金纳米微粒,在形成金纳米颗粒时控制粒子的生长,使其维持纳米尺度,如化学还原法等。物理合成法是利用各种技术将块状固体金分散为金纳米微粒。本研究采用不同的方法制备AuNPs,应用不同适配体进行修饰得到具有特殊功能的AuNPs,并应用到三聚氰胺、Hg2+检测及pH响应行为的研究中,以期为其在生化分析的领域得到广泛应用。实验结果如下：1、采用壳聚糖作为稳定剂制备金纳米粒子(AuNPs).结果表明：随着壳聚糖浓度的增加,AuNPs溶液的吸光值也随之增加,壳聚糖的浓度进一步增加时,AuNPs溶液的吸光值下降。说明壳聚糖稳定的AuNPs形成的粒径大小随着壳聚糖浓度的变化而改变,壳聚糖的浓度可以调控AuNPs的粒径大小。2、基于壳聚糖稳定的AuNPs无标记比色法检测三聚氰胺。随着的三聚氰胺浓度的增加,壳聚糖稳定的金纳米溶液由红色逐渐变为深蓝色。三聚氰胺浓度在10-5-10-2g/L范围内,与壳聚糖稳定AuNPs A650/A520吸光度的比值具有良好的线性关系(R=0.996),检测限为6×10-6g/L。应用该方法检测牛奶中三聚氰胺,回收率为85%-107%。选择一些金属离子和日常的食品添加剂作为干扰剂进行干扰研究实验。结果显示：由三聚氰胺引起的AuNPs相对吸光强度A650/A520比值最大,说明该方法对于三聚氰胺的检测具有良好的特异性。3、采用硼氢化钠还原法,以氯金酸和硼氢化钠为原料,一步还原制备出了粒径分布均匀的单分散纳米金颗粒。应用透射电子显微镜、激光粒度分布仪和紫外-可见分光光度计对其表征。结果表明,制备的纳米金颗粒呈球形,具有较好的单分散性和稳定性,平均粒径为27nm。4、利用Hg2+对胸腺嘧啶(T)T-T错配的特异性结合,建立了一种比色定量检测Hg2+的方法。设计了一种镊子型dsDNA,其一半为互补碱基形成的双螺旋结构,另一半为T-T错配。错配部分保持单链状态吸附在纳米金表面,使纳米金的稳定性增强,抑制盐诱导的纳米金团聚。当存在Hg2+时,"T-Hg2+-T"结构的形成导致错配部分形成双链,纳米金失去保护,在盐诱导下发生团聚,溶液颜色由红变蓝。荧光光谱分析表明,在核酸适配体作用下,当体系中出现汞离子的时候,纳米金粒子发生团聚,伴随汞离子浓度的增大,团聚现象强烈,使得在432nm处,荧光强度提高。用8种常见离子进行干扰性研究,比色结果没有发生明显变化,说明比色检测体系具有较高的检测选择性和抗干扰性。5、采用聚谷氨酸(PGA)对AuNPs进行表面修饰。通过TEM、紫外-可见分光光度计和FT-IR红外光谱对PGA-AuNPs进行表征。结果表明：经过PGA修饰的AuNPs呈星形,向不同的水平方向延伸,其平均粒径为60-70 nm。FT-IR红外光谱分析验证了AuNPs的表面成功的包被了PGA。6、基于PGA-AuNPs建立了一种新型的比色探针检测Hg2+方法。随着Hg2+离子浓度的增加,PGA-AuNPs溶液的颜色从淡红色逐渐变为蓝紫色。吸光度A750/A580比值与Hg2+浓度在0.01～10 gM和50～300 μM范围内呈线性关系,相关系数分别为0.998和0.991,检出限为1.9 nM。在50 μM Hg2+溶液中加入浓度为1000 μM Cd+、Ag+、Cu2+、 Co2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+和Mn2+检测比色分析法的选择特异性。结果显示,A750/A580吸光度比值变化是由Hg2+引起的,说明我们的检测体系对Hg2+具有专一的选择性。检测自来水和商业水中的Hg2+,平均回收率分别为为97.13%和108.76,平变异系数均(CV)分别为7.0%和6.9%。说明这种新的方法检测环境中水样本的Hg2+有很好的实际应用价值。7、利用柑橘属水果果汁含有丰富的抗坏血酸制备AuNPs,构建了金纳米生物绿色合成的方法,并对其稳定性和催化活性进行检测。结果显示：1×、5×和10×果汁所制备的AuNPs吸收峰在530 nm左右；母液、15×和20×的果汁所制备的AuNPs吸收峰在570 nm处。利用激光粒度分布仪测得1×橙子、桔子和柠檬果汁分别制备的AuNPs的粒径呈正态分布,平均粒径分别为7.8±0.4 nm、11.8±0.5 nm和6.8±0.3 nm。在常温条件下(25℃),橙子、桔子和柠檬果汁分别制备的AuNPs,120h后活性依次为76%、47%和69%。采用催化对硝基苯酚加氢作为评估不同水果的果汁制备的AuNPs催化活性的探针反应。研究表明,3种果汁所制备的AuNPs均具有催化活性,且橙子和柠檬所制备的AuNPs的催化活性比桔子果汁制备的持续更久。8、建立一种新型的基于多肽修饰(PGA)的AuNPs比色探针检测pH值的方法。向中性PGA-AuNPs溶液中加入不同PH值溶液,当pH值达到6.0时,胶体溶液呈现粉红色,随着溶液pH值降低至2.0时,颜色由粉红色过渡变化为浅红色,当pH值降低至1.0时,溶液变为蓝紫色。高pH值(7-9)溶液中,颜色从红色渐变为蓝色。荧光分光光度计检测,当pH值在1.0～6.0之间时,随着pH值增加,荧光强度降低。PGA-AuNPs在碱性条件下(pH 7-8)荧光强度逐渐上升,说明：当pH值低于PGA侧链的pKa值时,PGA-AuNPs聚合。这种pH探针可以应用到生物和医药领域,如比色生物传感器,药物传递、肿瘤成像和癌症治疗等方面。

【关键词】：
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;R318.08
【目录】：

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