金納米粒子和特殊光學性質(zhì)研究及其在重金屬和氨基酸分析中的應用.pdf

1、本文以金納米粒子為研究對象,探討了金納米粒子的特殊光學性質(zhì),并基于其局域表面等離子體共振散射和吸收性質(zhì),將金納米粒子用于生化分析,建立了一系列分析方法。研究論文的主要內(nèi)容概括如下:
　　 1.采用文獻報道的方法,制備了表面修飾乙二胺端基的環(huán)糊精衍生物。由于Au-N原子之間的親和力,修飾上的氨基可被用來捕獲游離的金離子。在外加還原劑的情況下,其空腔結構可使生成的金納米粒子主要以與空腔直徑大小相當?shù)慕鸺{米簇形式存在。實驗發(fā)現(xiàn),采用不

2、同還原能力的還原劑,可以得到不同熒光發(fā)射波長的金納米簇溶液。用強還原劑硼氫化鈉制得的金簇主要是Au7形式,用溫和的還原劑抗壞血酸制得的金簇溶液包含三種發(fā)射波長,其中又以470 nm的發(fā)射為最強。所得到的金納米簇的熒光量子產(chǎn)率可達5.2％。本文還探討了反應時間、模板濃度、還原劑用量和不同制備方法對金納米簇熒光強度的影響。這一研究將增大金納米簇在分析測定和熒光共振能量轉移方面的潛在應用。
　　 2.根據(jù)熒光染料在金納米粒子表面的能量

3、轉移,建立了測定氨基酸及水溶液中鉛離子的靈敏方法。研究表明,通過靜電作用吸附在檸檬酸根包被的金納米粒子表面的陽離子熒光染料如羅丹明B分子在受光激發(fā)時,發(fā)生從熒光染料到金屬納米微粒的能量轉移,導致熒光染料的熒光猝滅。但當體系中存在半胱氨酸時,由于半胱氨酸與金納米粒子之間具有更強的共價作用,導致羅丹明B分子遠離金納米粒子表面,降低了能量轉移效率,使得羅丹明B的熒光得到恢復?；謴偷臒晒鈴姸扰c0.025-4.5μmol/L半胱氨酸呈很好的線性關

4、系,檢測限為8.0 nmol/t,(3σ),而其它十九種基本氨基酸的響應非常微弱。運用同樣的原理,采用鉛離子誘導TBA產(chǎn)生構象轉變來控制熒光染料與金納米粒子之間的距離,從而控制二者之間能量轉移的效率。使得這個與鉛離子濃度相關的構象轉變過程可以用通過熒光強度的變化來監(jiān)測。以此建立起線性響應范圍在12.5-100 nmol/L,檢測限達10 nmol/L(3σ)的水溶液中鉛離子的靈敏檢測方法。
　　 3.局域表面等離子體共振光散射(

5、LSPR-LS)和動態(tài)光散射(DLS)技術是兩種監(jiān)測粒子聚集過程的有力手段。隨著納米技術的發(fā)展,兩者都廣泛應用于高靈敏的定量分析中。本文采用汞離子誘導金納米粒子聚集為模式體系,對兩種光散射技術進行了對比研究。研究發(fā)現(xiàn),檸檬酸鹽穩(wěn)定的AuNPs由于在汞離子存在下的螯合過程而發(fā)生聚集,導致LSPR-LS信號的劇烈增強和平均水合直徑的增大。加強的LSPR-LS強度(△I)與汞離子濃度在0.4-2.5μmol/L范圍內(nèi)成很好的線性關系,其線性回

6、歸方程為△I=125.7+569.5c,相關系數(shù)0.992(n=6),檢測限達(3σ)94.3nmol/L。然而,用DLS檢測到的平均水合直徑的增加只在汞離子濃度大于1.0μmol/L,時才有響應,并以相關系數(shù)為0.994遵循d=-6.16+45.9c關系式。在此條件下,LSPR-LS信號由于具有高靈敏度和高選擇性,被進一步用于湖水樣中汞含量分析。
　　 4.通過沒食子酸(Gallic acid,GA)在弱堿性條件下對四氯金酸進

7、行還原,制得表面包被沒食子酸的球形金納米粒子溶膠,其粒徑均勻,平均粒徑在15 nm左右。并對其形成機理進行了探討。由于沒食子酸的剛性結構,該金納米粒子能對鉛離子選擇性配位。在鉛離子濃度處于0.2-1.0μmol/L之間時,由體系聚集程度的增加而導致其局域表面等離子體共振光散射信號的增強與鉛離子濃度存在良好的線性關系。并據(jù)此建立一個基于金納米粒子局域表面等離子體共振光散射的水環(huán)境中鉛離子檢測方法。此研究對于拓展LSPR散射在普通生化分析方