【摘要】：由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展所出現(xiàn)的越來(lái)越多的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和人類(lèi)的生存健康。因此,探究靈敏、迅速地檢測(cè)環(huán)境污染物的分析方法顯得愈發(fā)重要。納米材料憑借其優(yōu)良的性能,已被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境和生物檢測(cè)。由于金屬納米粒子具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),所以可以將其作為光學(xué)傳感信號(hào)來(lái)發(fā)展高靈敏的檢測(cè)污染物的光化學(xué)分析法。其基本原理是通過(guò)金屬納米粒子(含功能化的納米粒子)與待測(cè)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),改變其光學(xué)性質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)分子的選擇性檢測(cè)。本論文利用某些小分子在特定條件下催化刻蝕金屬納米粒子,從而使納米粒子的顏色發(fā)生改變的性質(zhì),研發(fā)了兩種小分子的快速檢測(cè)方法。具體內(nèi)容如下:1.基于對(duì)金納米棒催化刻蝕作用的錳離子比色分析法。本方法利用金納米棒作為比色試劑,通過(guò)金納米棒的形貌變化實(shí)現(xiàn)錳離子的檢測(cè)。在氨三乙酸(NTA)存在的情況下,二價(jià)錳Mn(II)與高碘酸鉀(KIO4)反應(yīng),生成Mn(III)-NTA絡(luò)合物。而這種Mn(III)-NTA絡(luò)合物可以氧化刻蝕金納米棒,同時(shí)自身被還原為Mn(II)。在這個(gè)過(guò)程中,金納米棒的形貌發(fā)生了變化,其溶液顏色由藍(lán)綠色變成紅色,最后變成淺黃色。根據(jù)這一原理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)于錳離子高靈敏度、高選擇性的檢測(cè),檢出限為1.0 nM。另外,我們利用這一方法成功地實(shí)現(xiàn)了實(shí)際水樣中錳離子的檢測(cè)。2.基于對(duì)納米二氧化錳催化刻蝕作用的抗壞血酸比色分析法。在弱堿性溶液中,抗壞血酸將二氧化錳納米粒子還原為二價(jià)錳離子,而自身轉(zhuǎn)化為可被三(2-羧乙基)膦(TCEP)還原的脫氫抗壞血酸。還原而成的抗壞血酸進(jìn)一步刻蝕二氧化錳納米粒子,從而實(shí)現(xiàn)抗壞血酸對(duì)二氧化錳納米粒子的催化刻蝕。在這個(gè)過(guò)程中,由于二氧化錳納米粒子逐漸變小,溶液顏色由黃色逐漸變成無(wú)色。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象,我們研發(fā)了一種檢測(cè)尿樣中抗壞血酸的簡(jiǎn)便方法。
[Abstract]:Due to the rapid development of economy, more and more environmental pollution problems have seriously affected the sustainable development of ecological environment and human survival and health. Therefore, it is more and more important to explore the analytical method of sensitive and rapid detection of environmental pollutants. Nanomaterials have been widely used in environmental and biological detection because of their excellent properties. Metal nanoparticles have unique optical properties, so they can be used as optical sensing signals to develop a highly sensitive photochemical analysis method for the detection of pollutants. The basic principle is to change the optical properties of metal nanoparticles (including functional nanoparticles) by chemical reaction with the object to be tested, so as to realize the selective detection of the tested molecules. In this paper, two rapid detection methods for metal nanoparticles were developed by using some small molecules to catalyze the etching of metal nanoparticles under certain conditions, thus changing the color of nanoparticles. The specific contents are as follows: 1. Manganese ion colorimetric analysis based on catalytic etching of gold nanorods. Using gold nanorods as colorimetric reagent, manganese ions can be detected by changing the morphology of gold nanorods. In the presence of (NTA), manganese divalent Mn (II) reacts with potassium periodate (KIO4) to form Mn (III) NTA complex. The Mn (III)-NTA complex can oxidize and etch gold nanorods and be reduced to Mn (II). During this process, the morphology of the gold nanorods changed from blue-green to red, and finally to light yellow. According to this principle, the detection limit of manganese ion is 1.0 nM. with high sensitivity and selectivity. In addition, we have successfully realized the detection of manganese ions in real water samples by using this method. 2. 2. Ascorbic acid colorimetric analysis based on catalytic etching of nanometer manganese dioxide. In a weak alkaline solution, ascorbic acid reduced manganese dioxide nanoparticles to divalent manganese ions and converted itself to dehydroascorbic acid, which can be reduced by tris (2-carboxyethyl) phosphine (TCEP). The reduced ascorbic acid further etched manganese dioxide nanoparticles, thus realizing the catalytic etching of manganese dioxide nanoparticles by ascorbic acid. In the process, the color of the solution gradually changed from yellow to colorless because the manganese dioxide nanoparticles became smaller. Based on this phenomenon, we developed a simple method for the detection of ascorbic acid in urine samples.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X830.2

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本文編號(hào)：2309092