特定形態(tài)貴金屬納米粒子的制備及其在生物小分子與環(huán)境無機離子分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文采用雙還原劑協(xié)同還原制備了金納米花，并參照文獻(xiàn)合成了球形銀納米粒子、銀納米三角以及銀納米片等納米粒子。利用這些納米粒子的局域表面等離子體共振性質(zhì)和掃描電鏡以及暗場散射成像技術(shù)，研究了它們在生物小分子與環(huán)境無機離子分析中的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴建立了一種雙還原劑協(xié)同還原制備金納米花的方法。在堿性條件下，讓微量抗壞血酸與氯金酸作用生成微量金納米粒子作為晶種，再加入過量鹽酸羥胺還原未反應(yīng)的氯金酸得到具有高度分支結(jié)構(gòu)的金納米

2、花。由于第一步反應(yīng)生成的金納米粒子的催化作用，使得第二步還原迅速完成。這種方法快速簡便，不需要使用表面活性劑或高分子作為模板，反應(yīng)中不使用有機溶劑，是一種綠色環(huán)保的合成方法。用多巴胺代替抗壞血酸，根據(jù)用量的不同，生成的納米溶膠的局域表面等離子體共振吸收峰會發(fā)生有規(guī)律的藍(lán)移，同時伴隨顏色變化。利用此現(xiàn)象，建立了定量檢測多巴胺的方法。此外，還研究了碘離子與金納米花的作用，發(fā)現(xiàn)碘離子能夠?qū)⒕叻种罱Y(jié)構(gòu)的金納米花熔合為表面光滑的顆粒。在此變化中

3、金納米花的局域表面等離子體共振吸收發(fā)生明顯變化，顏色由藍(lán)變紅。同時因為伴隨局域表面等離子體共振散射增強，故其形態(tài)變化可以通過暗場顯微鏡觀察。將納米粒子吸附在玻片上，能夠觀察到單個納米粒子在碘離子作用下的動態(tài)過程。這種方法對于測定碘離子，以及研究單個納米粒子上的反應(yīng)都具有參考價值。
　　 ⑵銀納米粒子可視化檢測鉻離子及細(xì)胞成像。試驗發(fā)現(xiàn)，在研究的18種金屬離子中，鉻離子可以使銀納米粒子聚集，并伴隨顏色變化。在0.5—10μmol/

4、1的濃度范圍，局域表面等離子體吸收光譜中560 nm與396 nm處的信號強度比隨著鉻離子濃度增高而線性增加，而在560 nm處的局域表面等離子體散射信號強度線性增強，據(jù)此建立了基于局域表面等離子體共振定量檢測鉻離子的方法。由于存在明顯的顏色變化，故不需要使用大型儀器即可實現(xiàn)對鉻離子的可視化檢測。利用增強的散射信號實現(xiàn)了活細(xì)胞中鉻離子的散射成像分析。機理研究表明，鉻離子導(dǎo)致銀納米粒子的聚集是由于銀納米粒子表面檸檬酸根與鉻離子發(fā)生螯合所致

5、。這一發(fā)現(xiàn)為檢測鉻離子、生物成像以及研究納米粒子組裝都提供了新方法。
　　 ⑶建立了基于銀納米三角顏色變化高選擇性檢測半胱氨酸的方法。試驗發(fā)現(xiàn)，在20種基本氨基酸中，只有半胱氨酸能夠改變銀納米三角的形狀。SEM觀察到銀納米三角的角部會被半胱氨酸腐蝕，形狀由三角形變?yōu)閳A盤型。其局域表面等離子體共振吸收峰藍(lán)移。隨半胱氨酸濃度增大，溶液顏色由藍(lán)色逐漸經(jīng)由紫紅色、橙色，最后變?yōu)辄S色。160 nmol/1的半胱氨酸就能導(dǎo)致肉眼可見的顏色變

6、化。此方法不但能用于檢測半胱氨酸，同時也可實現(xiàn)納米粒子形狀調(diào)控。
　　 ⑷研究了銀納米片與21種金屬離子的作用，發(fā)現(xiàn)只有汞離子能夠引起銀納米片局域表面等離子體共振吸收峰發(fā)生顯著藍(lán)移，其余金屬離子只會引起輕微紅移。掃描電鏡觀察生成產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)低濃度汞離子能夠腐蝕銀納米片邊緣而使納米粒子顆粒變小，而高濃度汞離子能夠使銀納米片形狀向三角形轉(zhuǎn)變，同時顆粒變大，其原因可能與反應(yīng)中形成狀態(tài)不同的銀汞齊有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)能用來建立汞離子的目視檢測方