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几个基于纳米金和硅量子点化学/生物荧光传感体系的研究

作　者: 赵江娜
导　师: 张友玉
学　校: 湖南师范大学
专　业: 药物分析学
关键词: 金纳米粒子硅量子点肝素鱼精蛋白三聚氰胺铜离子
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

纳米材料是在20世纪80年代初发展起来一种新型材料,其具有许多特殊的理化性质。比如,优异的光学性质、良好的电化学活性以及较好的生物相容性等。被广泛地应用于电学、光学、催化、生物化学、细胞成像及医学等领域。本论文的工作重点是利用纳米金和硅量子点这两种典型纳米材料优异的光学性质,设计了一系列灵敏度高,选择性好、成本低的纳米生物荧光传感器用于生物分子及重金属的检测,主要内容如下：1、利用纳米金对荧光素有很强的荧光猝灭作用,设计了一种用于同一溶液中用荧光法检测鱼精蛋白和肝素高选择性,超灵敏的传感器,建立一个超灵敏、无标记鱼精蛋白和肝素的传感检测方法。荧光素通过静电吸附于纳米金的表面,其荧光产生严重的猝灭。加入鱼精蛋白,鱼精蛋白与荧光素分子之间发生竞争作用,荧光素分子从纳米金的表面脱离,从而使荧光增强,利用此时的荧光素的荧光强度变化值来检测鱼精蛋白。当加入肝素,肝素与鱼精蛋白结合,此时荧光素分子又重新吸附在纳米金的表面,从而使荧光素的荧光被猝灭,体系的荧光减弱。从而实现对肝素的检测。在优化的条件下,这种方法检测鱼精蛋白和肝素的检测限分别可以达到6.7ng/mL和1.3ng/mL(S/N=3)。2、利用纳米金对一种新型荧光探针的荧光猝灭,设计了一个基于纳米金的开关型三聚氰胺荧光传感器。实现对三聚氰胺的灵敏检测。这种新型的荧光探针具有较好的光学稳定性,并且荧光强度大。相对于荧光素这种传统的荧光团而言,其对环境的pH依赖性较小。并且其在550m处有很强的荧光发射峰,与纳米金的紫外吸收峰有较大的重叠,将这种新型的荧光探针与纳米金一起孵育,其荧光会被猝灭。当三聚氰胺与纳米金作用时,会使纳米金聚集,纳米金的紫外吸收峰的位置发生变化,从而使其与探针的重叠峰面积减少,最终探针的荧光得以恢复。通过测定荧光探针的荧光发射峰的变化从而实现对三聚氰胺的检测。在优化条件下,该传感器对三聚氰胺的响应范围为0.2-4μmol/L,检测线低至3.3nmol/L(S/N=3)。并且此方法能实现奶粉等实际样品中三聚氰胺的检测。3、设计了一种新型无标记硅量子点荧光探针用于铜离子的检测。在这个工作中,我们利用硅量子点作为一个荧光探针高灵敏高选择性的检测铜离子。本工作主要是基于两个原理：第一,硅点的荧光可以被过氧化氢和羟基自由基等强氧化性物质猝灭；第二,在有氧条件下,抗坏血酸能将铜离子还原成亚铜离子,并且产生过氧化氢,产生的过氧化氢会与被抗坏血酸还原的亚铜离子发生类芬顿反应,产生具有强氧化性的羟基自由基。基于以上实现对铜离子的检测。在最优的实验条件下,该荧光传感器对铜离子的线性响应范围为25-600nM,检测限为8nM(S/N=3)。此外,这个荧光探针可以用于实际样品中铜离子的检测。

全文目录

中文摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 纳米材料  10-14
    1.1.1 纳米材料概述  10
    1.1.2 纳米材料的基本效应  10-11
    1.1.3 纳米材料的分类  11-12
    1.1.4 纳米材料在生物传感器中的应用  12-14
  1.2 本文构思  14-15
第二章基于荧光共振能量转移的荧光传感器超灵敏检测鱼精蛋白和肝素  15-27
  2.1 引言  15-17
  2.2 实验部分  17-18
    2.2.1 材料  17
    2.2.2 纳米金的合成  17-18
    2.2.3 实验设备  18
    2.2.4 实验过程  18
  2.3 结果与讨论  18-26
    2.3.1 纳米金对荧光素的荧光猝灭作用  18-19
    2.3.2 纳米金-荧光素组装体与分析物之间的作用  19-20
    2.3.3 实验条件的优化  20-21
    2.3.4 检测肝素和鱼精蛋白的灵敏度  21-23
    2.3.5 传感器的选择性  23-24
    2.3.6 实际样品的检测  24-26
  2.4 小结  26-27
第三章基于新型荧光探针和纳米金的“TURN-ON”型荧光传感器检测三聚氰胺  27-39
  3.1 前言  27-29
  3.2 实验部分  29
    3.2.1 材料  29
    3.2.2 纳米金的合成  29
    3.2.3 实验设备  29
    3.2.4 实验过程  29
  3.3 结果与讨论  29-38
    3.3.1 探针的表征  29-32
    3.3.2 纳米金对探针的荧光猝灭作用  32
    3.3.3 纳米金、荧光探针与分析物之间的作用  32-34
    3.3.4 实验条件的优化  34-35
    3.3.5 三聚氰胺的检测  35-36
    3.3.6 特异性实验  36-37
    3.3.7 实际样品分析  37-38
  3.4 小结  38-39
第四章无标记的硅量子点作为荧光探针检测铜离子  39-50
  4.1 前言  39-40
  4.2 实验部分  40-41
    4.2.1 仪器与试剂  40-41
    4.2.2 硅量子点的合成  41
    4.2.3 铜离子的荧光检测  41
    4.2.4 实际样品分析  41
  4.3 结果与讨论  41-49
    4.3.1 硅量子点的表征  41-43
    4.3.2 铜离子传感器的原理  43-45
    4.3.3 实验条件的优化  45-46
    4.3.4 铜离子的检测  46-47
    4.3.5 特异性实验  47-48
    4.3.6 实际样品分析  48-49
  4.4 小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-58
攻读学位期间发表的相关论文  58-59
致谢  59-60

几个基于纳米金和硅量子点化学/生物荧光传感体系的研究

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