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基于金纳米棒局域表面等离子体共振构建生物传感器的研究

作　者: 黄劭文
导　师: 黄昊文
学　校: 湖南科技大学
专　业: 化学
关键词: 金纳米棒 表面等离子体共振 生物修饰 荧光共振能量转移
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


金纳米颗粒的尺寸、形状以及金纳米粒子复合物对其局域表面等离子体共振(LSPR)性质密切相关;更重要的是,纳米金粒子具有较好的生物兼容性。本论文首先通过改变金纳米粒子的尺寸来调控LSPR性质,然后基于金纳米棒的独特LSPR性质进行了生物传感研究及应用,主要研究工作如下:(1)采用种子生长法制备金纳米棒,然后通过与HNO3作用来调节金纳米粒子的尺寸及其形貌,从而调节金纳米粒子的表面等离子体共振光谱。(2)对金纳米棒表面用羊IgG进行生物修饰以后,用Na2S2O3溶液处理,形成核壳结构,然后用于检测兔抗羊IgG,在可见-近红外区监测各反应阶段的表面等离子体共振信号变化情况。该方法构建的生物传感器与没有形成核壳结构的传感器相比,灵敏度获得较大提高。同时,我们还采用该方法进行了日本血吸虫病的检测。(3)构建了检测血吸虫病和结核病等生物传感新方法。通过检测43个日本血吸虫病患者血清,结果表明检测为阳性;作为对比实验,39个正常人血清呈阴性。同样,用该方法检测结核病血清,对52个实际血清样品进行了检测,统计结果表明,实际检出率约为80%左右。(4)研究了核壳型金纳米粒子与罗丹明B之间的荧光共振能量转移。将金纳米棒通过加热的方式得到球形金纳米粒子,考察了金纳米粒子对罗丹明B荧光的影响,然后通过用Na2S2O3溶液处理该体系后,生成核壳型金纳米粒子,用紫外可见分光光度计与荧光光度计检测,可观察到随表面等离子体共振波长增大,即壳的厚度增加,罗丹明B的荧光强度也随之增强。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 金纳米棒的合成  10-13
    1.1.1 模板法  11
    1.1.2 电化学方法  11-12
    1.1.3 光化学方法  12
    1.1.4 晶种生长法  12-13
  1.2 金纳米材料的应用  13-16
    1.2.1 生物传感  13-14
    1.2.2 医学成像  14
    1.2.3 癌症诊断和治疗  14-15
    1.2.4 基因表达  15-16
  1.3 论文选题的意义及主要研究内容  16-18
第二章 硝酸对金纳米棒局域表面等离子体共振性质调控  18-30
  2.1 前言  18-19
  2.2 实验部分  19-21
    2.2.1 试剂  19
    2.2.2 仪器  19
    2.2.3 实验过程  19-21
  2.3 结果与讨论  21-28
    2.3.1 金纳米棒的制备过程分析  21-22
    2.3.2 表面等离子体技术在监测不同形貌金纳米粒子方面的应用  22-25
    2.3.3 反应温度对形成分散性较好的金纳米粒子的影响  25-26
    2.3.4 表面活性剂浓度（CTAB）的影响  26-28
  2.4 小结  28-30
第三章 基于核壳型金纳米棒构建高灵敏度生物传感器  30-40
  3.1 引言  30
  3.2 实验部分  30-32
    3.2.1 试剂  30-31
    3.2.2 仪器  31
    3.2.3 实验过程  31-32
  3.3 结果与讨论  32-38
    3.3.1 金纳米棒表面修饰  32-33
    3.3.2 化学修饰后金纳米棒的核-壳结构形成  33-34
    3.3.3 比较不同纵向波长核壳型纳米棒的灵敏度  34-35
    3.3.4 不同阶段的核壳型金纳米棒的表征  35-37
    3.3.5 核壳型纳米棒生物传感器用于日本血吸虫病的检测  37-38
  3.4 小结  38-40
第四章 基于金纳米棒光学性质对日本血吸虫病和结核病的检测  40-58
  4.1 前言  40-41
  4.2 实验部分  41-43
    4.2.1 试剂  41
    4.2.2 仪器  41-42
    4.2.3 实验过程  42-43
  4.3 结果与讨论  43-57
    4.3.1 经生物修饰后的金纳米棒用于检测日本血吸虫病与结核病患者血清的可行性  43-45
    4.3.2 不同的缓冲溶液对生物分子反应的影响  45-46
    4.3.3 金纳米棒表面修饰日本血吸虫病抗原  46-48
    4.3.4 金纳米棒表面修饰结核病抗原  48-49
    4.3.5 血吸虫病血清和结核病血清的检测  49-57
  4.4 结论  57-58
第五章 核壳型金纳米粒子与罗丹明 B 之间的荧光能量共振转移研究  58-66
  5.1 前言  58-59
  5.2 实验部分  59-60
    5.2.1 试剂  59
    5.2.2 仪器  59
    5.2.3 实验过程  59-60
  5.3 结果与讨论  60-65
    5.3.1 金纳米粒子使罗丹明B 荧光猝灭的机理  60-62
    5.3.2 可调控金纳米粒子使溶液荧光增强的机理及其规律  62-65
    5.3.3 CTAB 对罗丹明B 荧光强度的影响的影响  65
    5.3.4 罗丹明B 溶液浓度的选择  65
  5.4 小结  65-66
第六章 总结与展望  66-68
参考文献  68-75
致谢  75-76
附录：攻读学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 生物传感器、医学传感器
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