金納米粒子的可控制備及其在生化比色分析中的應用研究.pdf

1、近年來，隨著納米技術(shù)的興起，金納米粒子(AuNPs)以其獨特的光學和電學性質(zhì)、良好的穩(wěn)定性、小尺寸和表面效應以及獨特的生物親和性，使其在生化比色分析等領域顯示了潛在的價值。
　　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合成法和物理合成法。化學合成法是以金的化合物為原料，利用還原反應生成金納米微粒，在形成金納米顆粒時控制粒子的生長，使其維持納米尺度，如化學還原法等。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，應用不同適配體進行修飾得到具有特殊功能的AuNPs，并應用到三聚氰胺、Hg2+檢測及pH響應行為的研究中，以期為其在生化分析的領域得到廣泛應用。實驗結(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，殼聚糖的濃度進一步增加時，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無標記比色法檢測三聚氰胺。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{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系(R=0.996)，檢測限為6×10-6g/L。應用該方法檢測牛奶中三聚氰胺，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行干擾研究實驗。結(jié)果顯示:由三聚氰胺引起的AuNPs相對吸光強度A650/A520比值最大，說明該方法對于三聚氰胺的檢測具有良好的特異性。
　　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-可見分光光度計對其表征。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+對胸腺嘧啶(T)T-T錯配的特異性結(jié)合，建立了一種比色定量檢測Hg2+的方法。設計了一種鑷子型dsDNA，其一半為互補堿基形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，另一半為T-T錯配。錯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，抑制鹽誘導的納米金團聚。當存在Hg2+時，“T-Hg2+-T”結(jié)構(gòu)的形成導致錯配部分形成雙鏈，納米金失去保護，在鹽誘導下發(fā)生團聚，溶液顏色由紅變藍。熒光光譜分析表明，在核酸適配體作用下，

6、當體系中出現(xiàn)汞離子的時候，納米金粒子發(fā)生團聚，伴隨汞離子濃度的增大，團聚現(xiàn)象強烈，使得在432nm處，熒光強度提高。用8種常見離子進行干擾性研究，比色結(jié)果沒有發(fā)生明顯變化，說明比色檢測體系具有較高的檢測選擇性和抗干擾性。
　　5、采用聚谷氨酸(PGA)對AuNPs進行表面修飾。通過TEM、紫外-可見分光光度計和FT-IR紅外光譜對PGA-AuNPs進行表征。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{紫色。吸光度A750/A580比值與Hg2+濃度在0.01～10μM和50～300μM范圍內(nèi)呈線性關系，相關系數(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，說明我們的檢測體系對Hg2+具有專一的選擇性。檢測自來水和商業(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環(huán)境中水樣本的Hg2+有很好的實際應用價值。
　　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，并對其穩(wěn)定性和催化活性進行檢測。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％。采用催化對硝基苯酚加氫作為評估不同水果的果汁制備的AuNPs催化活性的探針反應。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pH值的方法。向中性PGA-AuNPs溶液中加入不同PH值溶液，當pH值達到6.0

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