【摘要】：貴金屬納米材料(尤指金和銀納米)因其特殊的光學(xué)、催化、電學(xué)等性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于材料、生物、醫(yī)學(xué)中。由于功能化貴金屬納米材料具有特殊的選擇性,可將其運用于目標分子的識別中。本文設(shè)計了不同功能化納米材料分別用于三聚氰胺分子和硫氰酸根離子的特異性識別,建立了三聚氰胺分子和硫氰酸根離子的定量分析方法。本文主要從以下四個方面進行介紹:第一章為文獻綜述,闡述了貴金屬納米材料的概念及其特殊性質(zhì),以及近5年來基于功能化的納米金或銀檢測三聚氰胺以及硫氰酸根離子的方法。第二章為實驗章節(jié),主要介紹了變色酸修飾的銀納米(CTA-AgNPs)、對氨基苯磺酸修飾的金銀納米(SAA-AgNPs、SAA-AuNPs)的合成方法,并對上述功能化的納米微粒進行了結(jié)構(gòu)表征。第三章利用功能化的納米金或銀實現(xiàn)了三聚氰胺的可視化分析,具體研究內(nèi)容主要包括以下三個方面:(1)CTA功能化的納米銀對三聚氰胺的快速靈敏檢測。實驗以CTA為修飾功能團,利用硼氫化鈉還原法制得粒徑為7 nm左右、分散性良好的球形CTA-AgNPs探針。三聚氰胺分子與CTA-AgNPs表面的磺酸基通過氫鍵作用促使銀納米粒子發(fā)生聚集,并伴隨著溶液顏色由亮黃色變?yōu)槌壬踔良t色,實現(xiàn)了可視化檢測,肉眼可觀察到的最低量為1.0μM,利用紫外光譜進行低濃度定量分析,檢測限為36 nM。此外,該方法成功的運用到了實際牛奶樣品中三聚氰胺的檢測,平均回收率為99%。(2)SAA功能化的納米銀應(yīng)用于三聚氰胺的快速靈敏檢測。實驗以SAA為功能團,根據(jù)硼氫化鈉還原法合成粒徑為6.7 nm左右、分散性良好的SAA-AgNPs探針。與此同時,通過透射電鏡、紅外光譜以及紫外光譜對其進行了表征。SAA作為識別功能團與三聚氰胺通過氫鍵作用使得AgNPs發(fā)生聚集,通過顏色變化和紫外吸收光譜變化分別實現(xiàn)了三聚氰胺的定性和定量分析,檢測限為10.6 nM。該方法對牛奶中常見的金屬離子、糖類、氨基酸具有較好的抗干擾能力,能夠成功的運用于實際牛奶樣品的檢測。(3)SAA功能化的納米金應(yīng)用于三聚氰胺的快速靈敏檢測。實驗通過檸檬酸鈉還原法制備不同粒徑的AuNPs,以SAA為功能團,探討了不同粒徑的AuNPs、SAA的類似物等對三聚氰胺選擇性識別的影響,并通過透射電鏡、紅外光譜以及紫外光譜對其進行了表征。通過顏色變化和紫外吸收光譜變化分別實現(xiàn)了三聚氰胺的定性和定量分析,三聚氰胺濃度在1.2-2.2μM范圍內(nèi)的理論檢測限為1.2 nM。該方法具有很好的選擇性和較高的抗干擾能力,能夠成功的運用于實際牛奶樣品、血清樣品、尿液樣品的分析檢測中,實驗加標回收率在98%-109%范圍內(nèi)。第四章介紹了兩種基于金納米的硫氰酸根離子檢測方法。具體研究內(nèi)容主要包括兩個方面:(1)基于SCN?抑制CTAB誘導(dǎo)金納米聚集比色法檢測SCN?。實驗通過利用SCN-抑制金納米聚集設(shè)計了一種快速、簡單、靈敏的檢測SCN-方法。表面活性劑CTAB作為聚集劑能夠使得AuNPs發(fā)生明顯的聚集,同時顏色由紅變藍。AuNPs的聚集程度隨著SCN?濃度的提高而逐漸降低,AuNPs由藍色逐漸變?yōu)榧t色。肉眼可觀察到的最低SCN?量為0.1μM,利用紫外光譜進行低濃度定量分析,SCN?濃度范圍在0.1-1.5μM范圍內(nèi)的理論檢測限為6.5 nM。該方法成功應(yīng)用于牛奶樣品中SCN?的檢測,平均回收率在91%-108%范圍內(nèi)。(2)基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移超靈敏檢測痕量SCN?。AuNPs作為受體,熒光素作為熒光供體,由于熒光素可以通過共價鍵吸附在AuNPs表面,構(gòu)成FRET體系,使得體系熒光發(fā)生猝滅。當溶液中存在被分析物SCN-時,SCN-通過競爭結(jié)合到AuNPs的表面,熒光素脫離AuNPs表面,使得FRET體系被破壞,熒光恢復(fù)。從而建立了一種基于硫氰酸根離子濃度變化和熒光強度恢復(fù)率[(IF-I0)/I0]的熒光檢測法,該方法的檢測限低達0.09 nM。
【圖文】：

第 2 章 實驗部分 1）在 SAA-AgNPs 探針中消失不見了；另外，，SAA 的一級胺的 N H 健在 1640 1560 cm 1和 900-650 cm 1處的彎曲和搖擺振動特征峰在 SAA-AgNPs 中依然存在。實驗結(jié)果證明 SAA 通過磺酸基成功的修飾到銀納米表面。如圖 2.2（B）所示，透射電鏡 TEM 用于表征 SAA-AgNPs 顆粒的形貌和粒徑，平均粒徑為 6.7nm，相對標準偏差為 14%。

SAA 修飾的 AuNPs 詳細過程如下：取 4.5 μL SAA 溶液加入到 3 mL AuNPs（10 nM）溶液中，SAA 與 AuNPs 溶液濃度比值為 150:1，孵化過程在室溫下放置 2h 完成。苯磺酸的衍生物（二苯胺磺酸鈉, 4-羥基苯磺酸，4-甲基苯磺酸）修飾 AuNPs 的合成步驟同 SAA 修飾 AuNPs。制備好的 AuNPs 可在 4°C 下保存 10天不發(fā)生變化。通過傅里葉紅外光譜以及透射電鏡對制備好的 SAA-AuNPs 進行表征。通過 FTIR 光譜證明 SAA 是否被成功的修飾到 AuNPs 表面（見圖 2.3）。對比 SAA（曲線 b），SAA-AuNPs（曲線 a）在 1249 1108 cm 1處的 S=O 振動吸收峰消失，在 1042 cm 1處的峰強度明顯減弱。此外，在 1650 1550 cm 1和 900 750cm 1波長范圍內(nèi)的初級芳香胺的 N-H 彎曲振動和搖擺振動的特征峰在曲線 a 和b 中都存在，這表明 SAA 分子通過磺酸基修飾到 AuNPs 表面，胺基則留在 AuNPs表面，證明成功的合成了 SAA-AuNPs。由 TEM 圖可以看出 SAA-AuNPs 呈球形且分散均勻，平均粒徑為 13.1 nm（圖 2.3（B）），當向溶液中加入 1.3 μM 的三聚氰胺后，SAA-AuNPs 迅速發(fā)生聚集（圖片 b）。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TS207.3

【共引文獻】

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本文編號：2573691