AuNPs@PAMAM的合成、稳定性研究及在电化学分析中的应用

发布时间：2020-03-21 08:17

【摘要】：目的:通过合成不同代数树枝状大分子化合物聚酰胺-胺(Polyamide-amine,PAMAM),利用PAMAM分子作模板进一步合成AuNPs@PAMAM纳米复合材料,以提高金纳米粒子稳定性。在此基础上用AuNPs@PAMAM修饰电极,建立双酚A(Bisphenol A,BPA)、4-羟基荷包牡丹碱及阿尔茨海默病生物标志物β淀粉样蛋白含量(β-amyloid,Aβ)的测定方法,探索AuNPs@PAMAM纳米复合材料在电化学传感研究中的应用,为化学生物分子的快速检测提供方法学参考。方法:(1)发散合成法合成得到0.5-2.0代PAMAM。在PAMAM溶液中,利用柠檬酸三钠还原HAuCl_4得到不同代数下的AuNPs@PAMAM复合材料。柠檬酸三钠直接还原HAuCl_4得到AuNPs溶液。紫外分光光度法对AuNPs@PAMAM及AuNPs进行表征,激光粒度仪测定AuNPs@PAMAM及AuNPs溶液粒径和Zeta电位。(2)在Fe(CN)_6~(3-/4-)溶液中运用CV法对比AuNPs@PAMAM及AuNPs修饰电极的电催化活性。差分脉冲伏安法优化BPA检测体系的pH值、溶液温度及电极修饰材料AuNPs@PAMAM中金纳米粒子浓度等条件,最优条件下实现婴儿奶瓶中BPA含量的电化学检测。(3)4-羟基荷包牡丹碱在AuNPs@PAMAM修饰电极表面的电化学行为采用CV法表征。不同扫描速率下对4-羟基荷包牡丹碱在AuNPs@PAMAM修饰电极上电化学行为进行实验考察。最终建立4-羟基荷包牡丹碱含量测定方法,并对方法进行验证。(4)交流阻抗法测定AuNPs@PAMAM修饰电极上β淀粉样蛋白含量,建立实现β淀粉样蛋白含量快速检测的方法。结果:(1)以各代PAMAM为模板合成AuNPs@PAMAM及AuNPs溶液,G2.0 PAMAM存在下合成AuNPs@PAMAM平均粒径在100 nm左右,且粒径均一。紫外-可见分光光度法分析AuNPs@PAMAM及AuNPs溶液,结果表明AuNPs溶液最大吸收波长为524 nm,G2.0 AuNPs@PAMAM在524 nm和290 nm处分别存在金纳米粒子和PAMAM的吸收峰。稳定性结果表明,以G2.0 PAMAM为模板合成AuNPs@PAMAM具有良好的稳定性和较宽pH适用范围。(2)条件优化实验表明,AuNPs@PAMAM中金纳米粒子浓度0.25 mmol/L,检测体系温度25℃、pH=7.5,该条件下修饰电极对BPA显示出良好检测效率。BPA浓度在1×10~(-5)-5×10~(-5)mol/L内,AuNPs@PAMAM修饰电极上BPA浓度与氧化峰电流满足线性关系I_(pa)=0.0414c+0.2791,相关系数R~2=0.9962,最低检出限为2.0×10~(-7)mol/L。(3)优化实验条件后,在溶液pH=7.0体系中对4-羟基荷包牡丹碱进行电化学分析,结果表明4-羟基荷包牡丹碱在2×10~(-6)-1×10~(-4)mol/L范围内浓度与峰电流满足I_(pa)=0.0192c+0.1718,相关系数R~2=0.9993,最低检出限为5.71×10~(-7)mol/L。(4)此外AuNPs@PAMAM修饰电极对Aβ的电化学分析结果表明,Aβ浓度在5×10~(-6)-2×10~(-4)mol/L范围内,Aβ含量与电极电阻值呈现良好线性关系R_(ct)(Ω)=5.9931c+408.54,最低检出限为7.7×10~(-7)mol/L,且重现性良好。结论:(1)PAMAM内部存在大量分子空腔,作为模板合成AuNPs@PAMAM纳米复合材料,可有效防止金纳米粒子间团聚,从而提高纳米金溶胶稳定性。G2.0 PAMAM由于具有较大分支及众多分子空腔,以其为模板合成AuNPs@PAMAM具有粒径均一,稳定性好等特点。AuNPs@PAMAM及AuNPs稳定性实验表明,AuNPs@PAMAM具有更宽的pH应用范围,且在Na~+干扰下具有较好的稳定性,为AuNPs@PAMAM在电极修饰材料中的应用奠定基础。(2)对比AuNPs@PAMAM修饰电极与裸金电极电催化活性,结果表明AuNPs@PAMAM电催化活性更佳。AuNPs@PAMAM修饰电极应用于BPA含量电化学分析,在实际样品(幼儿奶瓶)中得到较好应用。进一步表明AuNPs@PAMAM做电极修饰材料具有优越电催化活性,为后期应用未知化合物含量分析奠定基础。(3)基于AuNPs@PAMAM纳米复合材料制备修饰电极对4-羟基荷包牡丹碱显示出良好的电化学响应,结果表明该修饰电极可较好的应用于4-羟基荷包牡丹碱含量检测。(4)在Aβ含量检测中,AuNPs@PAMAM修饰电极具有较好的灵敏度与准确度,为阿尔茨海默症临床诊断分析提供新的方法学参考。
【图文】：

PAMAM发散合成Figure1-1TheprogressofPAMAMsynthesisCH3OH,25℃,48h…Generation2.0HighGeneration

照片,形态,静置,照片

图 1-2 AuNPs@PAMAM 与 AuNPs 即时形态及静置一周后形态照片Figure 1-2 The photograph of color contrast ofAuNPs@PAMAM and AuNPsThe photograph of A is AuNPs and AuNPs@PAMAM, the photograph of B is the AuNPs and AuNPs@PAMAns standing for one week. The left isAuNPs and right isAuNPs@PAMAM表 1-1 AuNPs 和 AuNPs@PAMAM 粒径及 Zeta 电位Table 1-1 Comparison ofAuNPs and PAMAM-Au nanoparticle sizeberAuNPs AuNPs@PAMAMNanoparticle(nm) PDI Zeta(mV) Nanoparticle(nm) PDI Zeta(mV 67.9 0.591 -11.0 101.3 0.476 -30.4 70.1 0.535 -11.1 100.5 0.388 -30.0 70.8 0.550 -12.0 101.4 0.460 -28.4 紫外表征结果如图 1-3，AuNPs@PAMAM 溶液在 290 nm 处出现较强吸收峰，而 AuNPs 在此
【学位授予单位】：遵义医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R914

【参考文献】