表面功能化貴金屬納米簇的生物化學(xué)分析.pdf

1、貴金屬納米材料在材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)與醫(yī)學(xué)等很多領(lǐng)域都引起了人們廣泛的研究興趣。金屬納米簇材料因其獨特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)，成為近些年來新的研究熱點。本文通過將生物小分子修飾于納米材料表面，一方面提高了納米材料的水溶性；另一方面還將其表面功能化，提高選擇性。本文設(shè)計了四種不同功能化的金納米材料用于生物分子的特異性識別，分別建立了硫離子、肝素和磷酸根離子的檢測方法，結(jié)果如下：
　?。?）利用谷胱甘肽修飾的金

2、納米簇基于銅離子的媒介對硫離子進(jìn)行熒光檢測。實驗發(fā)現(xiàn)，修飾于金納米簇表面的GSH的功能團(tuán)能與Cu2+發(fā)生金屬配位作用，二價銅離子與GSH中的巰基發(fā)生絡(luò)合，從而引起其光譜變化并伴隨著熒光淬滅。隨著硫離子加入，硫離子與巰基對銅離子產(chǎn)生的競爭作用增強，使金納米簇的熒光逐漸恢復(fù)。實驗結(jié)果顯示 Cu2+和 S2-的加入順序不同，GSH-AuNCs熒光光譜的變化、紫外燈下的熒光強度的變化以及紫外吸收光譜的變化也不同，從而設(shè)計了一種熒光開關(guān)模式的對硫

3、離子檢測體系。S2-濃度在2.0-24.0μM范圍內(nèi)與Cu2+-GSH-AuNCs體系熒光呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。本方法的檢測限為0.7μM。此外，本方法成功的運用于細(xì)胞成像及血清中S2-的檢測。
　　（2）基于抑制十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）促使金納米簇的熒光增強而建立對肝素（Hep）的熒光檢測。CTAB作為陽離子表面活性劑通過靜電和疏水作用實現(xiàn)自組裝促使金納米簇的熒光增強，向測定的體系中加入肝素，因其與肝素的親和力更高，從中除去

4、 CTAB復(fù)合納米材料，淬滅熒光信號。從透射電鏡圖像（TEM）可知，GSH-AuNCs與 CTAB形成的復(fù)合納米材料的粒徑為3.41 nm，而GSH-AuNCs的粒徑為1.64 nm，說明形成了CTAB復(fù)合納米材料。同時由紅外光譜、紫外光譜、瑞利散射光譜圖也可表明向GSH-AuNCs溶液中加入CTAB和Hep之后光譜均發(fā)生相應(yīng)的變化。利用納米簇引起的這種自組裝和拆卸模式設(shè)計了一種簡便、高選擇性和靈敏的熒光檢測 Hep的方案。肝素在0.1

5、-1.6μg/mL范圍內(nèi)的理論檢測限為0.075μg/mL。
　?。?）帶正電荷的聚乙烯亞胺（PEI）誘導(dǎo)AuNPs聚集過程的抑制作用；通過紫外和熒光兩個光譜分析對比AuNCs和AuNPs熒光共振能量轉(zhuǎn)移建立的肝素檢測。根據(jù)PEI誘導(dǎo)的AuNPs聚集的結(jié)果，AuNPs溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，且在610 nm處產(chǎn)生新的吸收峰，與AuNCs的發(fā)射峰重疊，因為AuNCs和AuNPs可以發(fā)生靜電橋接作用引起 PEI熒光共振能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致光致

6、發(fā)光減弱甚至消失；而Hep存在時，Hep與PEI的強靜電作用致使AuNPs不發(fā)生聚集，從而不產(chǎn)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移。通過TEM圖像可以證明Hep誘導(dǎo)的這種抗聚集性。實驗結(jié)果顯示PEI引起AuNPs的聚集，且能夠在其表面找到納米簇的存在。實驗中可通過溶液顏色的變化、紫外吸收光譜的變化以及熒光光譜的變化分別實現(xiàn)了對Hep的定性和定量分析，Hep在0-187.5 ng/mL范圍內(nèi)的紫外光譜法和熒光光譜法的最低檢測限分別為2.187 ng/mL和

7、12.2 ng/mL。此方法也應(yīng)用于血清中Hep的檢測。
　?。?）合成一種GSH-AuNCs/PEI/8Q5S復(fù)合材料，該復(fù)合材料在620 nm處的發(fā)射峰與GSH-AuNCs相比具有10 nm的紅移以及在500 nm處有個新的弱發(fā)射峰，由于8Q5S與Mg2+之間具有金屬配位作用，Mg2+與PO43-具備絡(luò)合作用，其基于PO43-、Mg2+以及8-羥基喹啉-5-磺酸（8Q5S）的螯合增強500 nm處的熒光信號。整個體系在0-80