金、银纳米功能材料的制备及其在传感方面的应用

发布时间：2017-05-03 16:06

  本文关键词：金、银纳米功能材料的制备及其在传感方面的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以金、银纳米功能材料为研究基础,以重金属离子、药物和重要生物活性成分为研究对象,利用银纳米粒子(Silver nanoparticles, AgNPs)具有特殊的表面等离子体共振吸收和表面荧光增强效应、荧光金银纳米簇(Gold/silver nanoclusters, Au/Ag NCs)具有荧光猝灭效应等性质,在合成制备的基础之上,就金、银纳米功能材料的色度和荧光传感方面进行研究工作,主要研究内容如下： 1.众所周知,铜离子是人体中第三大必需的微量元素,但是当铜离子摄入过多后,会造成多种严重的疾病。盐酸利多卡因是一种被用于局部麻醉,皮内渗透和外周神经阻滞的临床麻醉剂。当盐酸利多卡因的浓度超过阈值时,它很容易穿过血脑屏障,对全身神经系统产生影响甚至造成不安和抽搐。因此发展简单、灵敏和特异性的检测铜离子和盐酸利多卡因的方法仍然是一项急需及有价值的工作。在本文中,我们发现铜离子能够诱导高半胱氨酸修饰合成的银纳米粒子发生聚集,同时伴随着AgNPs溶液颜色也发生变化,最后导致表面等离子体共振吸收信号增强。另外,我们还发现当铜离子和盐酸利多卡因同时存在的情况下,银纳米粒子聚集现象会变少,表面等离子体共振吸收信号降低。因此基于此现象可以简便地检测铜离子和盐酸利多卡因的浓度。本实验的主要原理是高半胱氨酸本身的羧基对铜离子有较强的亲和力,而盐酸利多卡因对铜离子的亲和力要比高半胱氨酸对铜离子的亲和力要强,所以铜离子可以拉近银纳米粒子的距离而产生聚集,当盐酸利多卡因和铜离子的都存在的情况下,铜离子与盐酸利多卡因结合导致银纳米粒子的聚集现象减少。此外,我们还对本实验方法检测铜离子和盐酸利多卡因的特异性进行了考察,选取了盐酸普鲁卡因和不同的金属离子作为研究对象,在相同的条件下检测AgNPs溶液表面等离子体吸收信号的改变,结果证明本实验方法对于检测铜离子和盐酸利多卡因具有很高的特异性。最后,我们将此方法应用于检测水样中的铜离子,老鼠血清和人尿中的盐酸利多卡因,其结果与高效液相色谱检测的结果基本相符。因此,本实验对检测铜离子和盐酸利多卡因是一个简单而又可靠的分析手段。 2.金属纳米粒子的表面荧光增强现象(SEF)是指荧光素靠近金属纳米粒子表面时,其荧光会得到增强。然而,荧光素过度接近金属纳米粒子时会发生猝灭,研究表明最大荧光增强发生的距离为10nm,而且易产生荧光增强效应的表面是金、银等具有良好增强效应的贵金属表面。本实验以超氧化物歧化酶(SOD)为研究对象,采用硫普罗宁修饰的银纳米粒子通过连接带有11个碱基的荧光素来达到表面荧光增强现象,并结合免疫磁性分离和免疫夹心法来构建一种检测分析方法。此方法以修饰SOD抗体的纳米磁珠为固相载体,以修饰荧光素和SOD抗体的银纳米粒子为SEF探针,通过抗体抗原特异性结合来形成免疫夹心复合物,随后将未结合的SEF探针洗掉,最后此免疫夹心复合物导致了明显的荧光增强效应,因此可以高灵敏性的检测SOD。其增强的荧光强度与SOD浓度在10pg/mL-0.8μg/mL具有线性关系,检测限(3s)为4pg/mL. 3.脱氧核糖核酸酶I (DNase I)主要被认为是一种消化酶,能够将单链DNA(ssDNA)和双链DNA (dsDNA)水解为3’羟基和5’磷酸末端的核苷酸。众所周知,胞外DNA的浓度与一些疾病的发病机制有一定的联系,特别是与一些癌症相关联。而血浆中的DNase I可以保护宿主细胞免受外来细胞DNA的侵入,同时降解血液中的内源性DNA来维持血液中DNA的生理水平。因此考虑到DNase I的生物学重要性,构建一个简单、高灵敏性和经济适用地定量检测DNaseI的分析手段,在药物开发,临床诊断和生物分析等领域是一项有价值而急需的工作。在本文中,我们以一段ssDNA (5'-CCCTTAATCCCC-3')为模板,通过用硼氢化钠还原氯金酸和硝酸银溶液,成功地合成了荧光金银纳米簇(DNA-Au/Ag NCs).随后基于DNase I能够降解ssDNA导致荧光金银纳米簇发生猝灭来灵敏性地检测DNase I.最后为了确定这种方法的准确性,我们将其应用于检测人血清样品和唾液样品中的DNase I,其结果和高效液相检测的结果基本相符。与目前文献报道的方法相比,该方法具有简单、高灵敏度、高特异性和经济适用的优点,其猝灭的荧光强度与DNase I浓度在13ng/mL-60μg/mL具有线性关系,检测限(3s)为3ng/mL. 以上所述结果对深入认识这两类纳米材料的功能性质,及进一步拓展其在纳米分析中的应用,具有重要意义。
【关键词】：金纳米材料 银纳米材料 荧光传感 表面等离子体共振吸收
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08;R917
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 前言9
• 1.2 纳米材料9-13
• 1.3 银纳米13-16
• 1.4 本论文研究的意义与内容16-17
• 1.5 参考文献17-21
• 第2章 基于高半胱氨酸修饰的银纳米粒子高选择性地检测铜离子和盐酸利多卡因21-35
• 2.1 引言21-22
• 2.2 实验部分22-23
• 2.3 结果与讨论23-30
• 2.4 小结30
• 2.5 参考文献30-35
• 第3章 基于银纳米粒子表面荧光增强效应构建免疫分析方法来检测超氧化物歧化酶35-49
• 3.1 引言35-36
• 3.2 实验部分36-39
• 3.3 结果与讨论39-44
• 3.4 小结44-45
• 3.5 参考文献45-49
• 第4章 基于DNA包被的金银纳米簇构建高灵敏性检测脱氧核糖核酸酶Ⅰ的方法49-63
• 4.1 引言49-50
• 4.2 实验部分50-52
• 4.3 结果与讨论52-59
• 4.4 小结59-60
• 4.5 参考文献60-63
• 总结63-65
• 硕士期间科研成果65-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：343299