生物材料—荧光贵金属纳米簇的合成与性能分析

发布时间：2017-09-06 17:17

  本文关键词：生物材料—荧光贵金属纳米簇的合成与性能分析

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【摘要】：贵金属纳米簇(MNCs)由于具有低毒性、光学稳定性、水溶性、良好的生物相容性和强烈的光致发光等特性，而成为量子点的替代品。新型的荧光纳米材料，蛋白质-金属纳米簇和寡核苷酸-金属纳米簇的发现，有助于推动纳米材料在生物医学成像和分子检测等方面的应用。本论文通过考察牛血清白蛋白（BSA）为模板合成金纳米簇（AuNCs）的影响因素，提出一种BSA-AuNCs快速合成新方法，并进一步分析其荧光性能和尝试在硫脲检测和细胞成像领域的应用；以DNA为模板设计合成了肿瘤靶向荧光银纳米簇（DNA-AgNCs），并考察了在肿瘤细胞靶向成像的应用。具体研究内容如下了： 1.研究了BSA-AuNCs的合成过程中BSA的质量浓度、还原剂抗坏血酸（AA）的用量、pH和温度等因素对合成的影响。结果表明，60℃条件下，加还原剂AA，pH12时，反应1h即可得到高荧光的BSA-AuNCs，提出一种快速、经济的制备方法，制备的红色荧光BSA-AuNCs激发波长为488nm，发射波长为624nm。 2.考察了优化条件下BSA-AuNCs的性能，，发现该材料在高盐浓度（NaCl）、相同浓度不同pH的缓冲液、相同浓度相同pH的不同缓冲液中都能稳定存在且溶液能够长期保存。Zeta电位、傅里叶红外光谱（FTIR）和圆二色谱（CD）的结果表明，60℃制备的BSA-AuNCs同经典的40℃制备的材料相比稳定性几乎相同，对蛋白质构象的影响也几乎相同，使BSA由复杂的构象大部分变为无规则卷曲状态，且NaOH对BSA构象的改变是不可逆的。硫脲能够猝灭BSA-AuNCs的荧光，且在一定范围内有一定的线性关系，提出了基于荧光检测硫脲的新方法。BSA-AuNCs也可用于细胞成像。 3.设计了DNA链，该链能够特异性识别上皮肿瘤细胞和原位合成DNA-AgNCs，制备的DNA-AgNCs的激发波长为565nm，发射波长为616nm，在最佳温度30℃下荧光强度高，可能与DNA链的构象有关，并且DNA-AgNCs有良好的荧光稳定性，为上皮肿瘤细胞MCF-7的成像提供了实验基础。
【关键词】：贵金属纳米簇 牛血清白蛋白 荧光 蛋白构象 硫脲 核酸 细胞成像
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 缩略词11-12
• 第1章 绪论12-34
• 1.1 MNCs 的合成方法13-18
• 1.1.1 物理合成方法13
• 1.1.2 化学合成方法13-17
• 1.1.4 物理化学综合合成方法17-18
• 1.2 MNCs 的性质18-21
• 1.2.1 吸收和荧光性质18-19
• 1.2.2 电化学发光性质19-20
• 1.2.3 溶剂化显色效应20-21
• 1.2.4 双光子吸收性质21
• 1.3 MNCs 的应用21-31
• 1.3.1 生物医学成像21-22
• 1.3.2 金属离子检测22-24
• 1.3.3 无机阴离子检测24-25
• 1.3.4 蛋白质和核酸的检测25-27
• 1.3.5 生物小分子和有机物检测27-30
• 1.3.6 细菌识别和抗菌剂30
• 1.3.7 催化作用和其它方面应用30-31
• 1.4 MNCs 前景展望及挑战31-32
• 1.4.1 MNCs 前景展望31-32
• 1.4.2 MNCs 存在的挑战32
• 1.5 本论文的目的、意义以及内容32-34
• 第2章 BSA 模板合成红色荧光 BSA-AuNCs 的条件优化34-46
• 2.1 引言34
• 2.2 实验试剂、仪器及溶液配制34-35
• 2.2.1 实验试剂34-35
• 2.2.2 实验仪器35
• 2.2.3 溶液的配制35
• 2.3 实验方法35-36
• 2.3.1 BSA-AuNCs 制备方法35-36
• 2.3.2 BSA-AuNCs 真空冷冻干燥方法36
• 2.4 结果与讨论36-44
• 2.4.1 BSA-AuNCs 的合成原理图36
• 2.4.2 BSA 浓度对合成的影响36-40
• 2.4.3 还原剂 AA 用量对合成的影响40-41
• 2.4.4 pH 对合成的影响41
• 2.4.5 温度对合成的影响41-42
• 2.4.6 荧光值随时间变化42-44
• 2.4.7 优化条件下合成 BSA-AuNCs44
• 2.5 本章小结44-46
• 第3章 快速合成的 BSA-AuNCs 性能分析及应用46-57
• 3.1 引言46
• 3.2 实验试剂与仪器46-47
• 3.2.1 实验试剂46
• 3.2.2 实验仪器46-47
• 3.3 实验方法47-48
• 3.3.1 BSA-AuNCs 的制备方法47
• 3.3.2 透析袋和管式透析器使用前预处理方法47
• 3.3.3 BSA-AuNCs 透析方法47
• 3.3.4 冷冻干燥方法47
• 3.3.5 BSA-AuNCs 用于 MCF-7细胞成像47-48
• 3.4 结果与讨论48-56
• 3.4.1 盐浓度对 BSA-AuNCs 荧光影响48
• 3.4.2 pH 对 BSA-AuNCs 荧光影响48-49
• 3.4.3 不同缓冲液对 BSA-AuNCs 荧光影响49
• 3.4.4 BSA-AuNCs 溶液的储存时间49-50
• 3.4.5 不同温度下 Zeta 电位分析50-51
• 3.4.6 不同温度制备 BSA-AuNCs 红外光谱分析51-52
• 3.4.7 不同温度制备 BSA-AuNCs 的 CD 光谱分析52-53
• 3.4.8 BSA-AuNCs 中 NaOH 对 BSA 构象及荧光影响分析53-54
• 3.4.9 硫脲对 BSA-AuNCs 的猝灭作用54-55
• 3.4.10 BSA-AuNCs 用于 MCF-7 细胞成像55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第4章 DNA-AgNCs 的制备及应用57-62
• 4.1 引言57
• 4.2 实验试剂、仪器57-58
• 4.2.1 实验试剂57
• 4.2.2 实验仪器57-58
• 4.3 实验方法58
• 4.3.1 DNA 链溶液的配制58
• 4.3.2 DNA-AgNCs 的合成58
• 4.3.3 DNA-AgNCs 用于 MCF-7 细胞成像58
• 4.4 结果与讨论58-61
• 4.4.1 寡核苷酸 DNA 链的设计与 DNA-AgNCs 合成原理58-59
• 4.4.2 DNA-AgNCs 的光谱表征59
• 4.4.3 温度对 DNA-AgNCs 荧光影响59-60
• 4.4.4 DNA-AgNCs 的荧光稳定性60
• 4.4.5 DNA-AgNCs 用于 MCF-7细胞成像60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-77
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 唐艳;熊小莉;郑保战;;金银纳米簇制备方法的研究进展[J];应用化工;2013年11期

2 马云,刘存海,周建红,李万梅;含硫污水中硫离子的检测与治理方法的研究[J];陕西科技大学学报;2004年01期

3 杨伯伦,贺拥军;微波加热在化学反应中的应用进展[J];现代化工;2001年04期

本文编号：804409