新型氧化硅、金復(fù)合納米材料的制備、組裝及其在生物醫(yī)學(xué)、催化上的應(yīng)用.pdf

1、新型金、氧化硅納米材料和其復(fù)合納米材料的制備、化學(xué)修飾、組裝以及在化學(xué)、分子生物學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究是當(dāng)前最熱門的課題之一。本文對新型金、氧化硅納米材料的制備、組裝及在生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)催化上的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)研究。主要開展的工作如下:
　　 以3-巰基丙基三甲氧基硅烷（MPTMOS）代替3-氨基丙基三甲氧基硅烷作連接劑，合成了Au@SiO2核殼納米粒，并對其進(jìn)行了光譜、TEM、熒光顯微鏡成像等系列表征。實驗結(jié)果表明，經(jīng)改進(jìn)

2、后制得的Au@SiO2核殼納米粒形貌呈球形、單分散性較好，金納米粒位于其中心，分布均勻，無團(tuán)聚的金納米粒包覆在氧化硅殼中。熒光檢測發(fā)現(xiàn)其有光致發(fā)光性質(zhì)，熒光強(qiáng)度在連續(xù)掃描3600 s后仍沒有明顯變化，表明該核殼納米粒具有良好的抗漂白性能。在3-氨基丙基三甲氧基硅烷及戊二醛交聯(lián)劑的作用下，把TPA抗體固定在Au@SiO2核殼納米粒上，利用抗原和抗體的特異性識別作用成功實現(xiàn)了對CNE-1/親鼻咽癌細(xì)胞的熒光成像。
　　 以3-巰基丙

3、基三甲氧基硅烷作連接劑，利用巰基能形成二硫鍵的性質(zhì)把氧化硅納米粒自組裝成氧化硅納米線，合成了金納米粒子修飾的氧化硅納米線，并對其進(jìn)行了光譜、TEM、熒光顯微鏡成像等系列表征。實驗結(jié)果表明，該方法可合成得到不同粗細(xì)的有金納米粒包埋于其中或附在表面的氧化硅納米線。所有實驗都是在溶液中進(jìn)行，不需要高溫、真空及特殊的儀器設(shè)備，方法安全可行，成本低，有望放大生產(chǎn)以適應(yīng)對這類新型氧化硅納米線的大量需求。金納米粒通過化學(xué)鍵負(fù)載在氧化硅納米線上，表現(xiàn)出

4、了較好的穩(wěn)定性和較高的催化活性，在NaBH4相對大量過量的條件下，對硝基苯酚的催化還原反應(yīng)符合準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.85 min-1。此外，金納米粒附在氧化硅納米線的表面，目標(biāo)分子（特別是生物分子）易接近，可潛在用于化學(xué)傳感及生物傳感的應(yīng)用。
　　 用普通光學(xué)玻璃做基底，用3-巰基丙基三甲氧基硅烷做粘結(jié)劑，先在玻璃芯片上成功制得了排布均勻可控的金納米粒單層膜，然后依次用組織多肽抗原抗體(anti-TPA)、小牛血

5、清蛋白(BSA)對其功能化修飾，制成了對組織多肽抗原(TPA)有特異性響應(yīng)的TPA光學(xué)免疫傳感芯片。該傳感芯片性能穩(wěn)定，選擇性好，可用紫外可見分光光度計直接對復(fù)雜樣品檢測其中TPA含量。該方法技術(shù)上只需要通過測量最大吸收波長處的吸光度變化值來測定樣品中TPA含量，操作簡單快捷，容易普及。在優(yōu)化條件下，傳感芯片用樣品培育一定時間后，其吸光度減小值(△A)與樣品中TPA的濃度(C)在1-1000 ng/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢測限為1.

6、2×10-3 ng/L，靈敏度很高。通過對3種人工混合樣品的回收試驗，檢測結(jié)果與真實值基本一致，回收率為95.7～103.0％，標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD=1.6～2.8％，說明方法的準(zhǔn)確度和精密度都較好。將制得的傳感芯片初步應(yīng)用于人的血清樣品中TPA的檢測，發(fā)現(xiàn)對癌癥患者的血清響應(yīng)比較明顯，而對健康人的血清響應(yīng)不明顯?；诮鸺{米粒紫外可見吸收的免疫傳感法是一種比較理想的分析方法，其在抗原定量檢測上的應(yīng)用是可行的。
　　 將膠體金直接依次用

7、anti-TPA、BSA、PEG修飾制成溶液基TPA光學(xué)生物傳感探針，建立了一種快速、簡單、有效的TPA定量分析方法?？疾炝朔磻?yīng)時間、反應(yīng)溫度及工作溶液pH值等多種因素的影響。在優(yōu)化條件下，探針吸光度的減少值與TPA的濃度在0.4-200ng/mL范圍內(nèi)近似呈線性關(guān)系，線性回歸方程為-△A=0.02767C+0.00632，線性相關(guān)系數(shù)R=0.99271，檢測限約為0.108 ng/mL。把方法應(yīng)用于真實血清樣品的測定，檢測結(jié)果與真實結(jié)

8、果基本一致，相對誤差在-4.0～8.7％范圍內(nèi)。
　　 用3-氨基丙基三甲氧基硅烷作粘結(jié)劑，在金納米粒單層膜基礎(chǔ)上繼續(xù)交替鋪上氧化硅納米粒、金納米粒，成功制得了金納米粒/氧化硅納米粒交替排列的多層膜芯片，并對其進(jìn)行了紫外可見吸收光譜、SEM等系列表征。實驗結(jié)果表明，隨金納米粒層層數(shù)的增加，芯片在540nm處的吸收峰增高，而吸收峰的峰位、峰形基本保持不變。金納米粒/氧化硅納米粒多層復(fù)合膜的掃描電鏡圖顯示，制備的多層膜芯片表面金納米

9、粒層金納米粒的大小為20 nm左右，分布比較均勻、規(guī)整，為進(jìn)一步的應(yīng)用研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。用anti-TPA對制得的多層復(fù)合膜進(jìn)行修飾、用BSA封住余留的活性點，由此所制得的傳感芯片對TPA分子有特異性識別響應(yīng)，TPA分子通過對anti-TPA分子免疫反應(yīng)使傳感芯片在最大吸收波長處的吸光度值減小。實驗結(jié)果顯示，吸光度的減少值與TPA的濃度在1-10000 ng/L范圍內(nèi)近似呈線性關(guān)系，線性回歸方程為-△A=0.05266C+0.007