金納米粒子的可控制備及其在生化比色分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著納米技術(shù)的興起，金納米粒子(AuNPs)以其獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)、良好的穩(wěn)定性、小尺寸和表面效應(yīng)以及獨(dú)特的生物親和性，使其在生化比色分析等領(lǐng)域顯示了潛在的價(jià)值。
　　迄今為止人們已經(jīng)發(fā)展了多種AuNPs的制備方法。目前主要的合成手段可分為化學(xué)合成法和物理合成法?；瘜W(xué)合成法是以金的化合物為原料，利用還原反應(yīng)生成金納米微粒，在形成金納米顆粒時(shí)控制粒子的生長(zhǎng)，使其維持納米尺度，如化學(xué)還原法等。物理合成法是利用各種技術(shù)將塊狀固

2、體金分散為金納米微粒。
　　本研究采用不同的方法制備AuNPs，應(yīng)用不同適配體進(jìn)行修飾得到具有特殊功能的AuNPs，并應(yīng)用到三聚氰胺、Hg2+檢測(cè)及pH響應(yīng)行為的研究中，以期為其在生化分析的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1、采用殼聚糖作為穩(wěn)定劑制備金納米粒子(AuNPs)。結(jié)果表明:隨著殼聚糖濃度的增加，AuNPs溶液的吸光值也隨之增加，殼聚糖的濃度進(jìn)一步增加時(shí)，AuNPs溶液的吸光值下降。說明殼聚糖穩(wěn)定的AuNPs

3、形成的粒徑大小隨著殼聚糖濃度的變化而改變，殼聚糖的濃度可以調(diào)控AuNPs的粒徑大小。
　　2、基于殼聚糖穩(wěn)定的AuNPs無標(biāo)記比色法檢測(cè)三聚氰胺。隨著的三聚氰胺濃度的增加，殼聚糖穩(wěn)定的金納米溶液由紅色逐漸變?yōu)樯钏{(lán)色。三聚氰胺濃度在10-5～10-2g/L范圍內(nèi)，與殼聚糖穩(wěn)定AuNPs A650/A520吸光度的比值具有良好的線性關(guān)系(R=0.996)，檢測(cè)限為6×10-6g/L。應(yīng)用該方法檢測(cè)牛奶中三聚氰胺，回收率為85％-107

4、％。選擇一些金屬離子和日常的食品添加劑作為干擾劑進(jìn)行干擾研究實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示:由三聚氰胺引起的AuNPs相對(duì)吸光強(qiáng)度A650/A520比值最大，說明該方法對(duì)于三聚氰胺的檢測(cè)具有良好的特異性。
　　3、采用硼氫化鈉還原法，以氯金酸和硼氫化鈉為原料，一步還原制備出了粒徑分布均勻的單分散納米金顆粒。應(yīng)用透射電子顯微鏡、激光粒度分布儀和紫外-可見分光光度計(jì)對(duì)其表征。結(jié)果表明，制備的納米金顆粒呈球形，具有較好的單分散性和穩(wěn)定性，平均粒徑為27

5、nm。
　　4、利用Hg2+對(duì)胸腺嘧啶(T)T-T錯(cuò)配的特異性結(jié)合，建立了一種比色定量檢測(cè)Hg2+的方法。設(shè)計(jì)了一種鑷子型dsDNA，其一半為互補(bǔ)堿基形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，另一半為T-T錯(cuò)配。錯(cuò)配部分保持單鏈狀態(tài)吸附在納米金表面，使納米金的穩(wěn)定性增強(qiáng)，抑制鹽誘導(dǎo)的納米金團(tuán)聚。當(dāng)存在Hg2+時(shí)，“T-Hg2+-T”結(jié)構(gòu)的形成導(dǎo)致錯(cuò)配部分形成雙鏈，納米金失去保護(hù)，在鹽誘導(dǎo)下發(fā)生團(tuán)聚，溶液顏色由紅變藍(lán)。熒光光譜分析表明，在核酸適配體作用下，

6、當(dāng)體系中出現(xiàn)汞離子的時(shí)候，納米金粒子發(fā)生團(tuán)聚，伴隨汞離子濃度的增大，團(tuán)聚現(xiàn)象強(qiáng)烈，使得在432nm處，熒光強(qiáng)度提高。用8種常見離子進(jìn)行干擾性研究，比色結(jié)果沒有發(fā)生明顯變化，說明比色檢測(cè)體系具有較高的檢測(cè)選擇性和抗干擾性。
　　5、采用聚谷氨酸(PGA)對(duì)AuNPs進(jìn)行表面修飾。通過TEM、紫外-可見分光光度計(jì)和FT-IR紅外光譜對(duì)PGA-AuNPs進(jìn)行表征。結(jié)果表明:經(jīng)過PGA修飾的AuNPs呈星形，向不同的水平方向延伸，其平均粒

7、徑為60-70 nm。FT-IR紅外光譜分析驗(yàn)證了AuNPs的表面成功的包被了PGA。
　　6、基于PGA-AuNPs建立了一種新型的比色探針檢測(cè)Hg2+方法。隨著Hg2+離子濃度的增加，PGA-AuNPs溶液的顏色從淡紅色逐漸變?yōu)樗{(lán)紫色。吸光度A750/A580比值與Hg2+濃度在0.01～10μM和50～300μM范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.998和0.991，檢出限為1.9 nM。在50μM Hg2+溶液中加入濃度為

8、1000μM Cd+、Ag+、Cu2+、Co2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+和Mn2+檢測(cè)比色分析法的選擇特異性。結(jié)果顯示，A750/A580吸光度比值變化是由Hg2+引起的，說明我們的檢測(cè)體系對(duì)Hg2+具有專一的選擇性。檢測(cè)自來水和商業(yè)水中的Hg2+，平均回收率分別為為97.13％和108.76，平變異系數(shù)均(CV)分別為7.0％和6.9％。說明這種新的方法檢測(cè)環(huán)境中水樣本的Hg2+有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　7、利用柑橘屬水

9、果果汁含有豐富的抗壞血酸制備AuNPs，構(gòu)建了金納米生物綠色合成的方法，并對(duì)其穩(wěn)定性和催化活性進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示:1×、5×和10×果汁所制備的AuNPs吸收峰在530 nm左右;母液、15×和20×的果汁所制備的AuNPs吸收峰在570 nm處。利用激光粒度分布儀測(cè)得1×橙子、桔子和檸檬果汁分別制備的AuNPs的粒徑呈正態(tài)分布，平均粒徑分別為7.8±0.4 nm、11.8±0.5 nm和6.8±0.3 nm。在常溫條件下(25℃)，橙

10、子、桔子和檸檬果汁分別制備的AuNPs，120h后活性依次為76％、47％和69％。采用催化對(duì)硝基苯酚加氫作為評(píng)估不同水果的果汁制備的AuNPs催化活性的探針反應(yīng)。研究表明，3種果汁所制備的AuNPs均具有催化活性，且橙子和檸檬所制備的AuNPs的催化活性比桔子果汁制備的持續(xù)更久。
　　8、建立一種新型的基于多肽修飾(PGA)的AuNPs比色探針檢測(cè)pH值的方法。向中性PGA-AuNPs溶液中加入不同PH值溶液，當(dāng)pH值達(dá)到6.0

11、時(shí)，膠體溶液呈現(xiàn)粉紅色，隨著溶液pH值降低至2.0時(shí)，顏色由粉紅色過渡變化為淺紅色，當(dāng)pH值降低至1.0時(shí)，溶液變?yōu)樗{(lán)紫色。高pH值(7-9)溶液中，顏色從紅色漸變?yōu)樗{(lán)色。熒光分光光度計(jì)檢測(cè)，當(dāng)pH值在1.0～6.0之間時(shí)，隨著pH值增加，熒光強(qiáng)度降低。PGA-AuNPs在堿性條件下(pH7-8)熒光強(qiáng)度逐漸上升，說明:當(dāng)pH值低于PGA側(cè)鏈的pKa值時(shí)，PGA-AuNPs聚合。這種pH探針可以應(yīng)用到生物和醫(yī)藥領(lǐng)域，如比色生物傳感器，藥