某些納米微粒的共振瑞利散射和共振非線性散射光譜及其分析應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)今，越來越多的學(xué)者把注意力集中在共振瑞利散射(RRS)，共振非線性散射如二級散射(SOS)和倍頻散射(FDS)技術(shù)方面。作為新的分析技術(shù)，共振瑞利散射、共振非線性散射技術(shù)在很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，主要是因為其具有較高的靈敏度、快速、簡便等優(yōu)點。目前，在表面活性劑、無機(jī)離子、有機(jī)化合物、生物大分子等研究和測定方面已經(jīng)取得了很好的效果。同時，這些方法已經(jīng)成功地用于一些物化參數(shù)的測定，如β-環(huán)糊精包結(jié)常數(shù)、表面活性劑臨界膠束濃度、蛋白質(zhì)臨

2、界聚集濃度等。在納米微粒方面的研究也日益增多。
　　 本文基于藻酸鈉-十六烷基三甲基溴化銨、殼聚糖-藻酸鈉離子締合納米微粒、亞鐵氰化鈷、亞鐵氰化鎳類普魯士藍(lán)納米和普魯士藍(lán)納米微粒的形成，用共振瑞利散射、二級散射和倍頻散射三種方法測定了藻酸鈉，亞鐵氰化鉀和腎上腺素。
　　 本文的主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　 1.藻酸鈉-十六烷基三甲基溴化銨離子締合納米微粒體系的共振瑞利散射、二級散射和倍頻散射光譜的分析應(yīng)用基于藻

3、酸鈉(SA)-十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)締合納米微粒的形成，研究了用RRS、SOS和FDS三種方法測定微量藻酸鈉的方法。研究發(fā)現(xiàn)，在pH 10.0 BR緩沖溶液中，SA與CTAB發(fā)生反應(yīng)生成新的SA-CTAB化合物。此化合物具有很強(qiáng)的疏水性，它們能進(jìn)一步聚集形成粒徑均勻的圓球狀納米物質(zhì)。納米物質(zhì)的形成使體系RRS、SOS和FDS強(qiáng)度急劇增強(qiáng)并產(chǎn)生新的散射光譜，最大散射峰λex/λem分別位于351 nm/351 nm(RRS)、2

4、40 nm/480 nm(SOS)和870nm/435 nm(FDS)。在最佳實驗條件下，藻酸鈉的濃度在0.04-12.5 μg mL-1(RRS)、0.08-12.5μg mL-1(FDS)、0.08-12.5μg mL-1(SOS)范圍內(nèi)與三種散射的增強(qiáng)值成正比，據(jù)此建立了三種用CTAB快速測定SA的散射新方法。在最佳實驗條件下，RRS、FDS和SOS的檢出限分別是3.69 ng mL-1，6.91 ng mL-1和7.45 ng

5、mL-1。該方法已成功應(yīng)用于蓋胃平片中SA含量的測定。
　　 2.殼聚糖-藻酸鈉離子締合納米微粒體系的共振瑞利散射光譜研究及其分析應(yīng)用在pH為6.09 BR緩沖溶液中，藻酸鈉(SA)與殼聚糖(chitosan)在靜電引力作用下發(fā)生反應(yīng)生成SA-chitosan化合物，并進(jìn)一步聚集形成大的納米物質(zhì)。納米物質(zhì)的形成能導(dǎo)致共振瑞利散射強(qiáng)度的急劇增強(qiáng)，最大散射峰位于341nm處。在0.1-80.0μg mL-1范圍內(nèi)，共振瑞利散射強(qiáng)度的

6、增強(qiáng)值與藻酸鈉的濃度成正比。實驗研究了該體系的共振瑞利散射光譜特征，反應(yīng)的最佳實驗條件以及影響因素。這種方法具有較高的靈敏度，檢出限為48.7ng mL-1?；赟A-chitosan納米粒子形成，建立了一種新穎的測定藻酸鈉的方法。該方法用于蓋胃平片中SA的測定，結(jié)果令人滿意。
　　 3.基于亞鐵氰化鈷納米微粒的形成用共振瑞利散射、倍頻散射和二級散射方法測定食物中的亞鐵氰化鉀在pH為4.50 BR緩沖溶液中，Co(Ⅱ)能與亞鐵氰

7、化鉀反應(yīng)生成Co2[Fe(CN)6]化合物。在疏水作用力和范德華力作用力下，Co2[Fe(CN)6]能進(jìn)一步聚集形成大的納米物質(zhì)。用透射電鏡觀察納米物質(zhì)的形貌和粒徑，結(jié)果表明反應(yīng)生成了形狀均勻的立方體結(jié)構(gòu)的Co2[Fe(CN)6]納米，當(dāng)亞鐵氰化鉀的濃度為1.1×10-5mol L-1時，其平均粒徑大約20 nm.納米物質(zhì)的形成導(dǎo)致RRS、FDS和SOS強(qiáng)度的急劇增強(qiáng)，并出現(xiàn)新的散射峰。它們分別在λex/λem為292 nm/292nm

8、(RRS)、865 nm/432.5 nm(FDS)、240 nm/480 nm(SOS)處出現(xiàn)最大散射峰。實驗表明，亞鐵氰化鉀的濃度在0.2-12.0 μmol L-1(RRS)，0.2-13.0 μmol L-1(FDS和SOS)范圍內(nèi)與三種散射增強(qiáng)值成正比。三種方法的檢出限分別為：2.32×10-8 mol L-1(RRS)、2.19×10-8mol L-1(FDS)、2.66×10-8 mol L-1(SOS)。研究了該體系的最

9、佳實驗條件、影響因素，同時研究了Co2[Fe(CN)6]化合物的配比以及此納米物質(zhì)的形貌和粒徑大小，建立了三種靈敏、簡便、快速測定亞鐵氰化鉀的新方法。
　　 4.亞鐵氰化鎳納米物質(zhì)的共振瑞利散射、倍頻散射和二級散射光譜研究及分析應(yīng)用基于亞鐵氰化鎳納米物質(zhì)的形成，建立了用RRS、FDS和SOS技術(shù)測定亞鐵氰化鉀的方法。在pH為4.00 BR緩沖溶液中，Ni(Ⅱ)與亞鐵氰化鉀反應(yīng)生成電中性的Ni2[Fe(CN)6]化合物，在范德華力

10、和疏水作用力下進(jìn)一步聚集形成均勻的立方體結(jié)構(gòu)的納米物質(zhì)，當(dāng)亞鐵氰化鉀的濃度為1.1×10-5mol L-1時，其平均粒徑大約21±2 nm。納米物質(zhì)的形成引起RRS、FDS和SOS強(qiáng)度的急劇增強(qiáng)，同時出現(xiàn)新的散射峰。它們分別在λex/λem為348 nm/348 nm(RRS)、240nm/480 nm(SOS)、860 nm/430 nm(FDS)處出現(xiàn)最大散射峰。實驗考察了散射光譜特征、最佳實驗條件、影響因素和Ni2[Fe(CN)6

11、]組成比。同時討論了三種散射增強(qiáng)的原因。建立了利用這三種散射技術(shù)測定亞鐵氰化鉀的方法。
　　 5.基于普魯士藍(lán)納米物質(zhì)的形成用共振瑞利散射、倍頻散射和二級散射法測定腎上腺素基于普魯士藍(lán)納米物質(zhì)的形成，建立了用RRS、共振非線性散射如FDS和SOS技術(shù)測定腎上腺素(EP)的方法。在pH 1.9的酸性介質(zhì)中，EP將Fe3+還原成Fe2+，F(xiàn)e2+能進(jìn)一步與[Fe(CN)6]3-反應(yīng)生成Fe3[Fe(CN)6]2化合物，在疏水作用力和

12、范德華力作用下進(jìn)一步聚集形成大的Fe3[Fe(CN)6]2納米物質(zhì)。在最佳實驗條件下，用透射電鏡對Fe3[Fe(CN)6]2納米形貌和粒徑進(jìn)行表征，結(jié)果表明， 此納米物質(zhì)為均勻的立方體，當(dāng)腎上腺素的濃度為1.0μg mL-1，平均粒徑大約12±2 nm。該納米物質(zhì)的形成不僅能導(dǎo)致體系RRS、FDS和SOS強(qiáng)度的明顯增強(qiáng)，而且能引起吸收光譜的變化。EP的濃度在0.02-2.0μg mL-1(RRS)、0.04-1.6 μg mL-1(FD