金納米棒的表面修飾及其生物識別的研究.pdf

1、東北師范大學博士學位論文金納米棒的表面修飾及其生物識別的研究姓名：王春剛申請學位級別：博士專業(yè)：物理化學指導教師：馬占芳;蘇忠民20070601A b s t r a c tI n t e g r a t e db i o m o l e c u l e ·s p h e r i c a l g o l dn a n o p a r t i c l eh y b r i d s y s t e m sa r ew i d e

2、l yu s e di nb i o a n a l y s i s a n db i o t e c h n o l o g i c a l a p p l i c a t i o n s ．S p h e r i c a l g o l dn a n o p a r t i c l e sf u n c t i o n a l i z e dw i t h b i o m o l e c u l e ss u c h a sD N

3、A o ra n t i g e n s 《o ra n t i b o d i e s ) W e l ' ee m p l o y e d a sa c t i v eu n i t si nm a n y d i f f e r e n t b i o s e n s i n gs y s t e m s ．B e c a u s et h es u r f a c e so f g o l d n a n o p a r

4、 t i c l e sa r e e a s i l ya n de f f i c i e n t l ym o d i f i e d 。a s w e l l a sf l L r t h e rc o n j u g a t i o n w i t h b i o m o l e c u l e s ．R e c e n t l y , a n i s o t r o p i cg o l d n a n o p a r t

5、i c l e s ( n o n ·s p h e r i c a ls h a p e ) s u c h 豳g o l dn a n o r o d sh a v ea t t r a c t e dm u c ha t t e n t i o n ．B e c a u s eo f t h et u n a b l eo p t i c a lp r o p e r t i e sa n d g e o m e t r

6、 y ，g o l dn a n o r o d sh a v ep r o m i s i n gp o t e n t i a l i t i e si nb i c a _ n a l y t i c a la p p l i c a t i o n s ．H o w c v c l ' , i nf a c t , t h eu s eo fi n t e g r a t e db i o m o l e c u l e

7、 —g o l d n a n o r o d sh y b r i d s y s t e mi nb i o a a p p l i c a t i o n sh a s n o tb e e n w i d e l yp u r s u e d ．T h e m a i n r e a s o n s e x i s t a sf o l l o w s ：( 1 ) T h e p r e s e n c e o f c e t

8、 y l t r i m e t h y l a m m o n i n m b r o m i d e ( C T A B ) m o l e c u l e s a d s o r b e do n t h eg o l dn a n o r o ds u r f a c ei na d d i t i o nt oi t su s e a sa d i r e c t i n ga g e n t f o rg o l dn a

9、n o r o ds y n t h e s i s ．C T A B m o l e c u l e sa r eo b s t r u c t i v e f o r d i s p l a c i n gb yt h ei n t e r e s to f b i o m o l e c u l e s ，w h i c hl i m i tt h ef u r t h e rb i o a p p l i c a t i o n

10、 s ；·( 2 ) T h e l a r g e a m o u n t o f f r e e C T A B m o l e c u l e s d i s p e r s e d i n t h e s o l m i o n d i s p l a y ss i g n i f i c a n t c y t o t o x i c i t yf o r p r o t e i n s ．O n t h e b a

11、 s i s o f t h e a b o v e f a c t s ，s u r f a c em o d i f i c a t i o no f g o l d n a n o r o d si sa k e y i no r d e r t ol a b e lt h eb i o m o l e c u l e s ．I na d d i t i o n , g o l dn a n o r o d s g a s a c

12、 t a s g o o dt e m p l a t et o c o n s t r u c tv a r i o u ss h a p e s o f g o l d n a n o s t r a c t u r e ．A l lt h er e l a t i v es t u d i e s 黜o u t l i n e 淞f o l l o w s ．( 1 ) F i n ec o n t r o lo fg o l d

13、 n a n o p a r t i c l e s h 印ec a nb ea c h i e v e db yv a r y i n gt h ep H o ft h er e a c t i o nm e d i u m i nt h ep r e s e n c eo f g o l d n a n o r o d sw i t h d i f f e r e n ta s p e c tr a t i o ，w h i c h

14、a c t e d a ss e e d s ．U n d e rv a r i o u sp H ( 3 ．6 _ 9 ．6 ) v a l u e so f t h er e a c t i o nm e d i u m , d i f f e r e n ts h a p e so fg o l dn a n o s t r u e t u r a la r c h i t e c t u r e s ，f r o mr e c

15、t a n g l e - ，‘' d o g b o n e “ - a n d p e a n u t - l i k eo u t l i n e st ob r a n c h e dm u l t i p o d sw i t hc o r r u g a t e ds t l r 賦C a l lb ef a b r i c a t e di nh i 曲y i e l d ．T h e s es h a p e c

16、 h a n g e s o fg o l d n a n o r o d s d i r e c t l yi n f l u e n c e t h e i ro p t i c a l p r o p e r t i e s ．( 2 ) S i l i c a - c o a t e d a n i s o t r o p i c g o l d n a n o p a r t i c l e s ( A u @ S i 0 2

17、 ) ，i n c l u d i n g r o d - a n d‘' d o g b o n e ' ’·l i k eo u t l i n e sw i t h d i f f e r e n ta s p e c tr a t i o s ．h a v eb e e np r e p a r e du s i n ga ni m p r o v e dS t 6 b e rm e t h o d ．

18、T h eo b t a i n e dA u @ S i 0 2h a v eap u r es i l i c a s u r f a c ef o rs t r a i g h t f o r w a r da n dr a p i ds e l f - a s s e m b l yo n t op o l y ( 禾v i n y l p y r i d i n e ) ( P V P ) f u n c t i o n a

19、l i z e dq u a r t zs u b s t r a t e s ．T h ea s s e m b l i e se x h i b i t h i g h l y r e v e r s i b l eo p t i c a lc h a n g e s t h a tc a n b eo b s e r v e d s p e c t r o s c o p i c a l l y o rw i t h t h en

20、 a k e d e y ew h e n r e p e a t e d l yc y c l e d b e t w e e n a d r ) ，a n dw e t p r o c e s s ．( 3 ) T h ec o l o r i m e t r i cd e t e c t i o n o f p r o t e i n h a s b e e n a c h i e v e d b a s e d o n A u