單分散金納米棒的合成及其成像方法的研究應(yīng)用.pdf

1、生物學(xué)的研究中,已經(jīng)從研究群體的共性轉(zhuǎn)為尋找群體之中個(gè)體的差異性,進(jìn)而研究個(gè)體的差異對(duì)整個(gè)群體的影響,單分子檢測(cè)技術(shù)無疑是研究個(gè)體差異性的必要手段。它針對(duì)單個(gè)分子、單個(gè)細(xì)胞、單個(gè)細(xì)胞中某個(gè)生物功能分子展開研究,以期解開生物體內(nèi)復(fù)雜而高度協(xié)調(diào)的生命機(jī)制。熒光染料在單分子檢測(cè)中是非常有用的探針,然而它們不能在活細(xì)胞的單分子檢測(cè)中提供足夠的信號(hào)。開發(fā)新的探針用于檢測(cè)單個(gè)活細(xì)胞內(nèi)生物分子的作用機(jī)制,成為單分子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)迫切需求。具有表面等離

2、子共振的貴金屬納米材料自產(chǎn)生開始便受到極大的關(guān)注,大量文獻(xiàn)報(bào)道了貴金屬納米材料作為探針和藥物載體在生物學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用。伴隨著貴金屬納米材料的研究進(jìn)展,針對(duì)貴金屬納米粒子的單分子成像技術(shù)也迅速發(fā)展。本論文研究單個(gè)金納米棒的成像新方法,主要從以下三個(gè)方面展開討論:
　　 (1)正交檢偏顯微鏡對(duì)金納米棒選擇性成像研究利用正交檢偏光路,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各向異性納米顆粒的選擇性成像;高數(shù)值孔徑的物鏡,使成像時(shí)的景深小,縱向移動(dòng)樣品的位置,可以實(shí)

3、現(xiàn)縱向切割成像,數(shù)據(jù)整合后達(dá)到三維成像的效果。兩者相結(jié)合便可以實(shí)現(xiàn)只針對(duì)各向異性納米材料的三維成像。金納米棒是比較簡(jiǎn)單的各向異性納米材料,而且其光性質(zhì)穩(wěn)定,可以在其表面修飾各種生物學(xué)配體,被用作探針來研究其在單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的活動(dòng)。
　　 (2)強(qiáng)散射金納米棒的合成及其散射光與偏振光方向的關(guān)系直徑固定時(shí),增加長(zhǎng)徑比,金納米棒的消光橫截面積并沒有明顯的增加。相同長(zhǎng)徑比的金納米棒,直徑越大,表面電子越多,表面等離子共振的效應(yīng)越明顯,散射信

4、號(hào)越強(qiáng)。在晶種生長(zhǎng)法合成的金納米棒的基礎(chǔ)上,繼續(xù)讓其生長(zhǎng),再生長(zhǎng)過程中,不加入AgNO3,不以長(zhǎng)軸生長(zhǎng)方向?yàn)橹?制備出直徑約30～40nm,長(zhǎng)約70nm的金納米棒,用作單分子實(shí)驗(yàn)。初步研究了金納米棒長(zhǎng)軸與入射偏振光方向?qū)ι⑸涔獾挠绊?散射光強(qiáng)度與兩者相對(duì)角度余弦值的平方成正比。暗場(chǎng)聚光鏡改變了入射光的偏振方向,使入射光偏振方向不單一,在z軸上有分量。即使經(jīng)過起偏器后的偏振光方向與金納米棒長(zhǎng)軸方向垂直,也不能夠得到純短軸的散射信號(hào)。即使入

5、射光的偏振方向發(fā)生360°變化,金納米棒顏色變化也呈現(xiàn)不出紅綠逐漸變化的趨勢(shì)。
　　 (3)平面偏振光研究金納米棒在細(xì)胞中的擴(kuò)散利用熒光偏振成像原理,將金納米棒的成像過程分為激發(fā)和散射兩個(gè)部分,激發(fā)和散射都與金納米棒的空間角度相關(guān)。具體實(shí)驗(yàn)中利用平面偏振光激發(fā)樣品,利用渥拉斯頓棱鏡,將散射的信號(hào)分成兩個(gè)相互垂直的偏振光。從收集到兩個(gè)通道的點(diǎn)強(qiáng)度及其強(qiáng)度和,推導(dǎo)出金納米棒的空間角度。同時(shí)研究了表面化學(xué)修飾物,溶液粘度對(duì)金納米棒轉(zhuǎn)動(dòng)