基于单颗粒Au@Ag纳米立方体的超灵敏刀豆蛋白传感器的研究

发布时间：2017-09-10 21:28

  本文关键词：基于单颗粒Au@Ag纳米立方体的超灵敏刀豆蛋白传感器的研究

  更多相关文章： 局部表面等离子共振 Au@Ag纳米立方体 暗场显微镜 表面修饰 特异性结合

【摘要】：核/壳纳米颗粒是有着可修饰属性的高度功能化材料。核心或壳层材料引发的性质可能会有很大差异,通过改变材料组成或核心壳层比率都可以改变纳米颗粒的性质。最终,使用复合材料的粒子才会显示独特的性质。用材料固有性质调整表面作用来满足不同的应用需求是非常可取和有优势的。核心粒子外围包裹层的目的是多种多样的,如表面改性、增加功能化的能力、稳定、可分散性、控制释放的核心和减少珍贵材料消耗等等。因此,核/壳纳米粒子正逐渐吸引越来越多的关注,这些纳米粒子的出现已经成为材料化学和许多其他领域,如电子、生物、医药、光学、催化之间相互结合和渗透的桥梁。基于此,我们制备了一种依赖Au@Ag纳米立方体的LSPR性质的、具有超灵敏性质的生物传感器,并对其在糖-蛋白(甘露糖-刀豆蛋白)特异性结合反应等方面的应用进行了研究。(1)金银核壳纳米立方体兼具了金纳米颗粒的稳定性与银纳米颗粒的高灵敏特性,具有优秀的表面等离子体共振性质,其表面的介质环境的细微变化可引起单颗粒LSPR散射光谱的显著移动。我们通过紫外光谱、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方式对这些纳米颗粒的光谱性质、形貌等进行了表征。(2)通过化学合成方法将水溶性的二硫二醇类和甘露糖结合,得到二硫二醇类甘露糖衍生物;该产物可以通过巯基共价结合作用实现对Au、Ag、Cd等金属及半导体材料表面的功能化,另一端的甘露糖结构可以与刀豆蛋白(ConA)特异性结合;此甘露糖衍生物修饰金/银纳米颗粒的过程与ConA和甘露糖的特异性结合过程,在暗场显微镜(DFM)下可以通过单颗粒纳米颗粒的SPR图像颜色发生的显著变化(一般是红移)实时表征出来。(3)最后,我们通过Ag-S共价作用将甘露糖分子修饰在Au@Ag NCs表面,制备了等离子共振生物传感芯片。Au@Ag NC表面糖分子与刀豆蛋白(ConA)的特异性结合可引起LSPR光谱的显著红移,我们首次在单颗粒水平金银核壳纳米立方体表面实现了对甘露糖与刀豆蛋白特异性结合过程的实时动态监测。并基于此开发出高灵敏纳米尺度的光学生物探针,其检测限可达10 nM。
【关键词】：局部表面等离子共振 Au@Ag纳米立方体 暗场显微镜 表面修饰 特异性结合
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08;TP212.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 专用术语注释表9-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 金属纳米颗粒局部表面等离子共振概述11-16
• 1.2.1 局部表面等离子共振(LSPR)11-13
• 1.2.2 Mie理论13-14
• 1.2.3 Gans理论14-16
• 1.3 影响金属纳米颗粒局域表面等离子共振的常见因素16-24
• 1.3.1 不同的颗粒成分影响16-18
• 1.3.2 颗粒不同形状的影响18-21
• 1.3.3 不同大小和纵横比的影响21-22
• 1.3.4 颗粒所处周围环境介质环境的影响22-24
• 第二章 Au@Ag NC的合成研究24-36
• 2.1 核壳纳米颗粒的研究进展24-25
• 2.2 原料和试剂25
• 2.3 金纳米球的合成-一步合成法25-28
• 2.3.1 Au-seed合成25-26
• 2.3.2 10 nm金球的合成26
• 2.3.3 大粒径金球的合成26-28
• 2.4 金纳米球的合成-连续滴加生长法28-31
• 2.4.1 Au-seed合成28-29
• 2.4.2 10 nm金球的合成29
• 2.4.3 大粒径金球的合成29-31
• 2.5 Au@Ag NC的制备一31-34
• 2.5.1 金纳米球的合成-间歇生长法31-33
• 2.5.2 合成一定粒径的Au@Ag核壳纳米立方体33-34
• 2.6 Au@Ag NC的制备二34-35
• 2.6.1 金纳米球的合成-两步生长法34-35
• 2.7 本章小结35-36
• 第三章 Au@Ag NC的表面修饰研究36-46
• 3.1 表面修饰方法的研究进展36-37
• 3.2 Au@Ag NC的表面修饰分子合成37-40
• 3.2.1 甘露糖衍生物分子的合成路线37-38
• 3.2.2 全乙酰化甘露糖的合成38-39
• 3.2.3 全保护的甘露糖衍生物分子的合成39
• 3.2.4 甘露糖衍生物分子的合成39-40
• 3.3 Au@Ag NC的表面修饰40-45
• 3.3.1 ITO相关知识40
• 3.3.2 ITO表面羟基化40-41
• 3.3.3 Au@Ag纳米立方体（NC）的固定41-42
• 3.3.4 Au@Ag纳米立方体（NC）表面修饰二硫二醇类甘露糖衍生物42-43
• 3.3.5 用光谱移动法表征Au@Ag纳米立方体（NC）表面修饰过程43-44
• 3.3.6 用可见光变色法表征Au@Ag纳米立方体（NC）表面修饰过程44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 基于单颗粒Au@Ag NC的高灵敏生物传感器46-66
• 4.0 纳米颗粒应用研究46
• 4.1 LSPR在生物传感的应用46-50
• 4.1.1 生物素和抗生蛋白链菌素反应研究47-48
• 4.1.2 抗原-抗体反应研究48-49
• 4.1.3 其他生物分子反应研究49-50
• 4.2 LSPR相关的化学传感器研究50-54
• 4.2.1 气体传感器50-52
• 4.2.2 pH传感器52-53
• 4.2.3 其他53-54
• 4.3 单颗粒传感应用54-56
• 4.4 实验部分56-65
• 4.4.1 刀豆蛋白生物传感器表面修饰最优化选择56-58
• 4.4.2 对不同浓度的蛋白质的检测58-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-67
• 5.1 总结66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文71-72
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利72-73
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目73-74
• 致谢74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张阳德,罗育林;纳米科技——21世纪社会发展的推进器[J];中国医学工程;2003年06期

2 ;我国在核酸药物的纳米载运体系研究中取得进展[J];功能材料信息;2012年01期

3 于菲菲;王新霞;邹豪;张国庆;钟延强;;三种不同功能化纳米金的制备及其稳定性比较[J];第二军医大学学报;2013年11期

4 孔小丽;乔飞燕;齐晖;李富荣;周汉新;;抗体和寡核苷酸双标记纳米金生物探针的制备及性能分析[J];中国生物化学与分子生物学报;2008年05期

5 郭常闰;关树文;黄磊;张超;董彪;宋宏伟;王丽萍;;次血红素六肽对纳米金诱导线虫热激损伤的保护作用[J];吉林大学学报(理学版);2012年01期

6 李红红;陈兴国;;纳米金银材料在比色检测汞中的应用[J];岩矿测试;2012年05期

7 ;纳米金壳新材料可有效抑癌[J];功能材料信息;2012年01期

8 李宁;骆小平;高飞;;复合纳米金膜技术增强牙科钛瓷结合的基础研究[J];口腔材料器械杂志;2014年03期

9 吴维明,蔡强,陈裕泉;纳米金在生物检测中的应用[J];国外医学.生物医学工程分册;2003年05期

10 ;纳米金壳新材料可有效抑癌[J];技术与市场;2013年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 廉学明;金洁;田佳;赵汉英;;具有温度响应可逆收缩的纳米金球簇[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

2 李传新;潘春旭;;纳米科技现状及展望[A];中南地区第十六届电子显微镜学术交流会论文集[C];2007年

3 何微娜;林丰;郭祥群;;自旋标记-发光纳米金多模式探针研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年

4 余玲;张彦峥;王亚丹;张银堂;徐茂田;;非标记纳米金光谱法检测雌激素[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年

5 郭彬;李青山;;纳米功能性纺织品的最新研究进展[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年

6 贾文峰;李津如;林官华;江龙;;简单方法制备单分散纳米金花及其表面拉曼增强应用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年

7 李竟先;鄢程;吴基球;;纳米颗粒制备过程中的机械力化学效应[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2001年

8 唐芳琼;;尺寸、结构、形貌可控纳米颗粒制备与调变技术开发[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年

9 李军;纪小慧;洪霞;王连英;贾若昆;菅文平;白玉白;;基于纳米晶特性的免疫检测研究[A];2003年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2003年

10 胡志孟;;纳米二硼化钛在超精表面加工中的应用[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 刘俊;“纳米食品”安全存疑[N];广州日报;2010年

2 张阳德;我国纳米生物医药科技发展的战略思考[N];科技日报;2003年

3 本报记者 童岱;刘扬：发现“神水”之毒[N];北京科技报;2009年

4 本报记者 贾书哲;拨开迷雾看纳米[N];中国质量报;2002年

5 何屹;纳米金晶簇的催化活性与大小有关[N];科技日报;2008年

6 本报记者 李胜;一吨值一亿美元[N];深圳商报;2002年

7 李树龙;小纳米 大神通（上篇）[N];中国黄金报;2001年

8 记者　任荃;纳米金球让基因拷贝不走样[N];文汇报;2006年

9 中国包装联合会纸委会副秘书长 陈希荣;微观色彩学与包装设计应用[N];中国包装报;2010年

10 张唯诚;显微世界中的DNA纳米机器人[N];大众科技报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陶洪;硒、碲及其化合物纳米线的液相化学合成和电子器件性能的研究[D];华南理工大学;2010年

2 杨淑华;金纳米棒—适配子耦联物的研制及其在体内外肿瘤热疗中的应用研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年

3 霍子扬;过渡金属氧化物纳米结构的调控合成、组装及其性能研究[D];清华大学;2009年

4 庄家骐;水溶性掺杂型纳米晶的合成及性质研究[D];吉林大学;2004年

5 李锋;稀土掺杂发光纳米晶的制备及在细胞标记中应用的探索[D];东北大学;2010年

6 夏玮;纳米金电化学生物传感技术研究[D];华中科技大学;2011年

7 雷存喜;纳米活性界面构建新方法用于电化学生物传感器设计[D];湖南大学;2005年

8 徐林;分级结构纳米线的制备、表征与器件研究[D];武汉理工大学;2013年

9 李文清;纳米金在雄性生殖毒理和雄性避孕中的功能研究[D];中国科学技术大学;2014年

10 童春义;基于硒纳米颗粒的新型生物材料研制与表征方法研究[D];湖南大学;2008年

，

本文编号：826758