金、银纳米功能材料的制备及其在传感方面的应用

【摘要】本文以金、银纳米功能材料为研究基础,以重金属离子、药物和重要生物活性成分为研究对象,利用银纳米粒子(Silvernanoparticles,AgNPs)具有特殊的表面等离子体共振吸收和表面荧光增强效应、荧光金银纳米簇(Gold/silvernanoclusters,Au/AgNCs)具有荧光猝灭效应等性质,在合成制备的基础之上,就金、银纳米功能材料的色度和荧光传感方面进行研究工作,主要研究内容如下：1.众所周知,铜离子是人体中第三大必需的微量元素,但是当铜离子摄入过多后,会造成多种严重的疾病。盐酸利多卡因是一种被用于局部麻醉,皮内渗透和外周神经阻滞的临床麻醉剂。当盐酸利多卡因的浓度超过阈值时,它很容易穿过血脑屏障,对全身神经系统产生影响甚至造成不安和抽搐。因此发展简单、灵敏和特异性的检测铜离子和盐酸利多卡因的方法仍然是一项急需及有价值的工作。在本文中,我们发现铜离子能够诱导高半胱氨酸修饰合成的银纳米粒子发生聚集,同时伴随着AgNPs溶液颜色也发生变化,最后导致表面等离子体共振吸收信号增强。另外,我们还发现当铜离子和盐酸利多卡因同时存在的情况下,银纳米粒子聚集现象会变少,表面等离子体共振吸收信号降低。因此基于此现象可以简便地检测铜离子和盐酸利多卡因的浓度。本实验的主要原理是高半胱氨酸本身的羧基对铜离子有较强的亲和力,而盐酸利多卡因对铜离子的亲和力要比高半胱氨酸对铜离子的亲和力要强,所以铜离子可以拉近银纳米粒子的距离而产生聚集,当盐酸利多卡因和铜离子的都存在的情况下,铜离子与盐酸利多卡因结合导致银纳米粒子的聚集现象减少。此外,我们还对本实验方法检测铜离子和盐酸利多卡因的特异性进行了考察,选取了盐酸普鲁卡因和不同的金属离子作为研究对象,在相同的条件下检测AgNPs溶液表面等离子体吸收信号的改变,结果证明本实验方法对于检测铜离子和盐酸利多卡因具有很高的特异性。最后,我们将此方法应用于检测水样中的铜离子,老鼠血清和人尿中的盐酸利多卡因,其结果与高效液相色谱检测的结果基本相符。因此,本实验对检测铜离子和盐酸利多卡因是一个简单而又可靠的分析手段。2.金属纳米粒子的表面荧光增强现象(SEF)是指荧光素靠近金属纳米粒子表面时,其荧光会得到增强。然而,荧光素过度接近金属纳米粒子时会发生猝灭,研究表明最大荧光增强发生的距离为10nm,而且易产生荧光增强效应的表面是金、银等具有良好增强效应的贵金属表面。本实验以超氧化物歧化酶(SOD)为研究对象,采用硫普罗宁修饰的银纳米粒子通过连接带有11个碱基的荧光素来达到表面荧光增强现象,并结合免疫磁性分离和免疫夹心法来构建一种检测分析方法。此方法以修饰SOD抗体的纳米磁珠为固相载体,以修饰荧光素和SOD抗体的银纳米粒子为SEF探针,通过抗体抗原特异性结合来形成免疫夹心复合物,随后将未结合的SEF探针洗掉,最后此免疫夹心复合物导致了明显的荧光增强效应,因此可以高灵敏性的检测SOD。其增强的荧光强度与SOD浓度在10pg/mL-0.8μg/mL具有线性关系,检测限(3s)为4pg/mL.3.脱氧核糖核酸酶I(DNaseI)主要被认为是一种消化酶,能够将单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)水解为3’羟基和5’磷酸末端的核苷酸。众所周知,胞外DNA的浓度与一些疾病的发病机制有一定的联系,特别是与一些癌症相关联。而血浆中的DNaseI可以保护宿主细胞免受外来细胞DNA的侵入,同时降解血液中的内源性DNA来维持血液中DNA的生理水平。因此考虑到DNaseI的生物学重要性,构建一个简单、高灵敏性和经济适用地定量检测DNaseI的分析手段,在药物开发,临床诊断和生物分析等领域是一项有价值而急需的工作。在本文中,我们以一段ssDNA(5’-CCCTTAATCCCC-3’)为模板,通过用硼氢化钠还原氯金酸和硝酸银溶液,成功地合成了荧光金银纳米簇(DNA-Au/AgNCs).随后基于DNaseI能够降解ssDNA导致荧光金银纳米簇发生猝灭来灵敏性地检测DNaseI.最后为了确定这种方法的准确性,我们将其应用于检测人血清样品和唾液样品中的DNaseI,其结果和高效液相检测的结果基本相符。与目前文献报道的方法相比,该方法具有简单、高灵敏度、高特异性和经济适用的优点,其猝灭的荧光强度与DNaseI浓度在13ng/mL-60μg/mL具有线性关系,检测限(3s)为3ng/mL.以上所述结果对深入认识这两类纳米材料的功能性质,及进一步拓展其在纳米分析中的应用,具有重要意义。
【作者】窦尧；
【导师】杨晓明；
【作者基本信息】西南大学，药物分析学，2014，硕士
【关键词】金纳米材料；银纳米材料；荧光传感；表面等离子体共振吸收；

【参考文献】
[1]高富明.血竭治疗活动期溃疡性结肠炎临床及实验研究[D].成都中医药大学,中医外科学,2012,硕士.
[2]林继武.秦皇岛32-6构造高分辨率三维地震资料处理技术研究[J].石油地球物理勘探,1999,01:79-92+122.
[3]徐崇丽.基于UNIX系统下MVME2431与单片机的通信[D].辽宁工程技术大学,控制理论与控制工程,2003,硕士.
[4]赵彦敏.陕北黄土生物结皮种群特征及对土壤生物活性的影响[D].北京林业大学,复合农林学,2014,博士.
[5]余巍.我国刑事诽谤立法改革研究[D].首都经济贸易大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[6]刘红艳.苯胺和乙二醇生成吲哚反应机理的研究[D].辽宁师范大学,物理化学,2003,硕士.
[7]刘忠.直齿轮瞬态三维线接触弹性流体动力润滑模型及研究[D].重庆大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[8]陈立杰.亚慢性阿维菌素中毒对王鸽脑神经递质影响机制的研究[D].东北农业大学,基础兽医学,2014,博士.
[9]姜丹.银纳米传感膜的制备、表征以及应用[D].吉林大学,物理化学,2014,硕士.
[10]赵进.教师角色多样化及其素质研究[D].华东师范大学,教育,2002,硕士.
[11]刘妮.基于原型桩基的钢管桩压—弯—剪荷载下受力特性的分析研究[D].西南交通大学,岩土工程,2013,硕士.
[12]王璐.基于公共财政视角下我国社会保障水平的比较研究[D].贵州财经大学,行政管理,2013,硕士.
[13]张克军,董杉木,张立学,王晓刚,张传健,崔光磊.基于氮化钼纳米材料的锂空气电池阴极研究[A].中国硅酸盐学会固态离子学分会.第16届全国固态离子学学术会议暨下一代能源材料与技术国际研讨会论文摘要集[C].中国硅酸盐学会固态离子学分会:,2012:1.
[14]吴蔷茵.接受理论视野下的相亲类娱乐节目受众策略研究[D].东北师范大学,广播电视艺术学,2012,硕士.
[15]谢南平.锦—氨纶弹性针织物的色牢度控制[D].武汉纺织大学,纺织工程,2014,硕士.
[16]孙伟青.开挖卸荷型黄土滑坡力学响应机理研究[D].长安大学,地质工程,2013,硕士.
[17]龚国华.闪速磁化焙烧法处理大冶铁矿强磁选低品位铁精矿[D].武汉理工大学,环境工程,2004,硕士.
[18]王婷.我国上市公司股利政策研究[D].扬州大学,企业管理,2012,硕士.
[19]唐伟.未来网络管理模块的设计[D].成都理工大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[20]完剑侠.限制水域通航环境安全动态评价指数的研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2014,硕士.
[21]肖会敏,赵林,王春花.一类带有变时滞的广义切换系统的滑模控制[J].控制与决策,2011,03:376-380.
[22]董大鹏.中立型神经网络周期解的存在性研究[D].新疆大学,应用数学,2013,硕士.
[23]黄俊.基于平移不变量小波和总体局域均值分解的齿轮箱故障诊断研究[D].中北大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[24]李卫东,高婉.“第二届北京交通大学运输与时空经济论坛”会议综述[J].经济与管理研究,2014,12:102-103.
[25]孟梅花.江苏省工业化与服务业发展的关系研究[D].南京财经大学,统计学,2012,硕士.
[26]郝运慧.政治斗争的无辜牺牲品——解析《圣经·士师记》中的边缘女性[J].淮北职业技术学院学报,2014,01:30-31.
[27]王博.硝酸盐复杂环境中X70钢的应力腐蚀试验研究[D].浙江工业大学,2009.
[28]熊萍萍,党耀国,王正新.MGM(1,m)模型背景值的优化[J].控制与决策,2011,06:806-810+815.
[29]汤文洁.汉英交替传译中笔记功能的实证研究及其对自我训练的启发[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[30]何芳.小学教师家庭作业布置观念的调查研究[D].辽宁师范大学,教育管理（专业学位）,2012,硕士.
[31]刘谣.生育保险制度完善研究[D].内蒙古大学,法律,2014,硕士.
[32]荆晶.颈内动脉—眼动脉CT解剖测量与相关疾病影像诊断[D].福建医科大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[33]陆特.Research on the Influence of Deep Seated Sinkhole on the Settlement of Roadways[D].天津大学,岩土工程,2013,硕士.
[34]俞江明.基于图割的深度图像分割研究[D].宁波大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[35]宋占勋.焊接结构疲劳强度研究及其应用[D].北京交通大学,2012.
[36]和敬涵,谢毓毓,叶豪东,王小君,李智诚.电动汽车充电模式对主动配电网的影响[J].电力建设,2015,01:.
[37]后平平.城市房屋拆迁中被拆迁人权利救济研究[D].扬州大学,宪法与行政法学,2011,硕士.
[38]黄书真.重点高校课堂有效教学现状调查与分析[D].湖南大学,教育学,2010,硕士.
[39]杜国栋.人工混配基质对甜樱桃生长发育效应的研究[D].沈阳农业大学,果树学,2004,硕士.
[40]潘望.Si基底石墨烯FET的制备工艺研究[D].华中科技大学,集成电路工程,2013,硕士.
[41]赵博.RDP-p53融合蛋白对小鼠IgG和炎症细胞因子的影响[D].西南大学,微生物与生化药学,2014,硕士.
[42]徐晖.我国纪检监察派驻机构统一管理研究[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[43]张明,陈金海,卫俊杰,张浩,吴昂键,薄拯,李晓东.旋转滑动弧促进甲烷干重整制取合成气[J].燃烧科学与技术,2014,04:348-355.
[44]李辉,孙宝文.信息技术条件下供应链商务风险及其管理[J].财贸经济,2003,10:63-68.
[45]胡晨.国有工程设计型企业的绩效考核问题研究[D].华中师范大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[46]王雅馨.安远公路隧道软弱围岩段受力及变形特性研究[D].长安大学,岩土工程,2013,硕士.
[47]张凌希.《大清会典》与《大清律》关系探究[D].吉林大学,法律史,2014,硕士.
[48]MidziNgoni（米兹）.Consumer Decision Making Styles:Comparative Research between Zimbabwe and China Consumers[D].东北师范大学,企业管理,2012,硕士.
[49]庞婷.邻香兰素Schiff碱、苯并咪唑类配体及其配合物的合成、结构和性能研究[D].西北师范大学,无机化学,2013,硕士.
[50]姜威.增温与放牧对高寒草甸异针茅和垂穗披碱草种群遗传多样性的影响[D].内蒙古大学,生态学,2014,硕士.