近年來(lái),熒光傳感技術(shù)因其靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、快速低成本等優(yōu)點(diǎn)備受研究者們的青睞,在物質(zhì)檢測(cè)、疾病診斷和食品安全等方面得到廣泛應(yīng)用,同時(shí)各種新型熒光納米材料的研究也突飛猛進(jìn)。其中,熒光硅納米粒子(SiNPs)因其制備原料儲(chǔ)量豐富、成本低廉、水溶性好、低毒性及生物相容性高等優(yōu)點(diǎn)受到矚目,基于這些優(yōu)異性能,熒光硅納米粒子在生物和化學(xué)分析領(lǐng)域有良好應(yīng)用前景,成為目前研究熱點(diǎn)。第一部分:緒論首先,對(duì)熒光納米材料的基本概念、發(fā)光原理、分類(lèi)特性及其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了概述;其次,對(duì)熒光硅納米粒子的合成方法及在分析化學(xué)中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單介紹;然后對(duì)熒光分析法中的常規(guī)熒光分析法和熒光偏振法進(jìn)行了概述,最后提出本論文的研究目的及意義。第二部分:熒光分析法檢測(cè)堿性磷酸酶活性堿性磷酸酶廣泛存在于生物組織中,可以催化多種含磷酸酯基底物的去磷酸化過(guò)程,并且對(duì)于細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡進(jìn)程中的信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)必不可少。血清中堿性磷酸酶的異常水平與多種疾病緊密相關(guān),如骨骼疾病、糖尿病、乳腺癌、前列腺癌及肝炎等。因此,建立靈敏高效的堿性磷酸酶活性測(cè)定方法顯得尤為重要。本研究第一次利用綠色低毒且具有良好水溶性的熒光硅納米粒子作為熒光探針,建立了一種簡(jiǎn)單靈敏、選擇性高的堿性磷酸酶活性檢測(cè)方法。堿性磷酸酶催化對(duì)硝基苯磷酸二鈉(PNPP)水解產(chǎn)生的對(duì)硝基酚(PNP)是一種強(qiáng)吸光物質(zhì),它的吸收光譜與熒光硅納米粒子的激發(fā)光譜有很好的重疊,從而猝滅SiNPs的熒光。通過(guò)監(jiān)測(cè)SiNPs的熒光猝滅率與酶水解產(chǎn)物對(duì)硝基酚含量之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)堿性磷酸酶活性的測(cè)定。堿性磷酸酶活性檢測(cè)的線性范圍為0-40 U·L-1(R2=0.9951),檢出限為0.30U.L-1L(S/N=3),與以往檢測(cè)方法相比檢出限更低。其典型抑制劑(原釩酸鈉)的IC50值為86.62μmol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該熒光探針用于檢測(cè)堿性磷酸酶活性具有簡(jiǎn)單、快速、靈敏、選擇性好的優(yōu)勢(shì),成功用于人血清中堿性磷酸酶活性的測(cè)定,且有望用于堿性磷酸酶抑制劑篩選。第三部分:熒光偏振法檢測(cè)抗壞血酸含量L-抗壞血酸,俗稱維生素C,是人體必需的維生素,富含于多種水果和蔬菜中。人體內(nèi)缺乏抗壞血酸會(huì)導(dǎo)致多種疾病,包括流感、壞血病、精神疾病乃至癌癥,而抗壞血酸是一種外源性化學(xué)物質(zhì),人體無(wú)法自身合成,只能從食物中攝取。因此,建立高效靈敏檢測(cè)抗壞血酸含量的方法對(duì)于日常生活中的疾病診斷和食品安全具有重要意義。本研究基于新型熒光硅納米粒子與二氧化錳納米片層材料(MnO2 nanosheets)間的吸附作用及MnO2與抗壞血酸之間氧化還原反應(yīng),利用熒光偏振法建立了一種通用快速、低成本檢測(cè)抗壞血酸含量的方法。二氧化錳納米片層具有較大的摩爾消光系數(shù)和較寬的吸收光譜,在生物傳感中作為熒光猝滅劑和熒光偏振信號(hào)放大器得到廣泛應(yīng)用,硅納米粒子與其吸附,體積增大,轉(zhuǎn)速減小,熒光偏振信號(hào)增強(qiáng)。具有還原性的抗壞血酸可以還原二氧化錳,破壞其納米片層結(jié)構(gòu),從而使SiNPs吸附減弱,熒光偏振信號(hào)降低,利用此原理檢測(cè)抗壞血酸含量,線性范圍為 0.03-0.1μ mol/L(R2=0.9930),檢出限為 0.004 μmol/L(S/N=3)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、用樣量少、選擇性好等優(yōu)點(diǎn),并成功用于商品化果汁中抗壞血酸含量的測(cè)定。
【學(xué)位單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：R917
【部分圖文】：

一激發(fā)單重態(tài)８！或第二激發(fā)單重態(tài)Ｓ２。由于Ｓ！、Ｓ２屬于非穩(wěn)定經(jīng)由內(nèi)轉(zhuǎn)換無(wú)輻射躍遷過(guò)程回到Ｓ！的最低震動(dòng)能級(jí)，當(dāng)其再通過(guò)吸收的能量返回基態(tài)時(shí)，此過(guò)程伴隨光子產(chǎn)生，這就是熒光，熒理如圖１－１所示。熒光納米材料的發(fā)光原理與熒光分子相似。當(dāng)至臨界值時(shí)，其結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重受到量子尺寸效應(yīng)影響，電子與空穴原來(lái)連續(xù)的能級(jí)結(jié)構(gòu)變?yōu)榫哂蟹肿犹匦缘姆至⒛芗?jí)結(jié)構(gòu)，因而表子熒光化合物相類(lèi)似的光學(xué)行為［１￡），１１］。以半導(dǎo)體納米晶體為例詳材料的發(fā)光原理如下：在激發(fā)光照射下，量子點(diǎn)價(jià)帶上的電子吸躍遷至導(dǎo)帶，同時(shí)價(jià)帶上產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的空穴。隨后，躍遷至導(dǎo)帶躍遷的方式重新回到價(jià)帶與空穴復(fù)合而發(fā)射出光子ｔ１２＿１５＼但若導(dǎo)子被納米晶體自身所含有的表面缺陷所捕獲，電子便以非輻射的射光子。因此通常情況下，只有少部分電子躍遷到導(dǎo)帶之后通過(guò)回到價(jià)帶，大部分電子則以非輻射的方式回到基態(tài)而不發(fā)射光子。果熒光納米材料自身的表面缺陷愈多愈深，電子被捕獲的概率愈效率顯著降低。故可通過(guò)控制材料表面缺陷的含量來(lái)獲得高的量子Ｓｉｓｇｌｅｔ?ｅｘｃｉｓｅｄ?ｓｔａｔｅｓ?Ｔｒｉｐｌｅｔ?ｅｘｃｉｔｅｄ?ｓｔａｔｅ??

測(cè)；２０１７年，Ｑｉａｎ等＠］利用鎘離子取代猝滅劑從而使基于ＣｄＴｅ量子點(diǎn)的雜交探??針熒光恢復(fù)的原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)比率熒光納米傳感器選擇性可視化監(jiān)測(cè)Ｃｄ２＋，并??成功應(yīng)用于自來(lái)水及大米樣本的檢測(cè)（如圖１－２所示）；Ｈｕａｎｇ等人在溫和條件下??合成水溶性及分散良好的ＤＮＡ生物點(diǎn)作為熒光探針可以有效檢測(cè)水溶液中Ｆｅ３＋，??該方法具有優(yōu)良的選擇性和靈敏度。??（２）小分子化合物的檢測(cè)??氯氣（Ｃｌ２）、次氯酸（ＨＣＩＯ）、次氯酸鹽（Ｃ１０＿）作為強(qiáng)氧化劑被廣泛應(yīng)用于水處理??中消毒滅菌，溶解于水中的Ｃｌ２、ＨＣ１０和ＣＩＯ？的總和稱為殘留氯，其濃度過(guò)低無(wú)??法有效殺菌，過(guò)高于人體有害，故應(yīng)被嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。２０１２年，Ｃｈｉ等［６５］??通過(guò)裂解檸檬酸獲得綠發(fā)光的石墨烯量子點(diǎn)，而強(qiáng)氧化的自由殘留氯可以破壞其??鈍化表面使其熒光猝滅，由此建立檢測(cè)殘留氯的傳感體系，該方法檢出限低至０．０５??（ｉｍｏｌ／Ｌ。人體內(nèi)葡萄糖（ｇｌｕｃｏｓｅ）的含量與人類(lèi)的健康息息相關(guān)，因此研宄者們不??斷建立新的方法來(lái)檢測(cè)葡萄糖的含量。２０１６年，Ｍａａｏｎｉ等［６６］利用氧化亞銅納米??粒子修飾的碳點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了葡萄糖的無(wú)酶檢測(cè)。除了上述小分子外

發(fā)光中心引起焚光粹滅，加入谷胱甘肽還原酶（Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ?Ｒｅｄｕｃｔａｓｅ，?ＧＲ）將氧化??型谷胱甘肽（Ｏｘｉｄｉｚｅｄ?Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ，?ＧＳＳＧ）還原為還原型谷胱甘肽（Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ，??ＧＳＨ），ＧＳＨ和生物點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Ａｇ＋，熒光恢復(fù)來(lái)檢測(cè)ＧＲ（如圖１－３所示）。２０１６年，??Ｑｉｕ課題組［８２］又利用具有特定功能的ＤＮＡ鏈適配體為原料合成生物點(diǎn)，提出適配??體生物點(diǎn)的概念，結(jié)合金納米粒子建立了一個(gè)新型納米傳感器實(shí)現(xiàn)多信號(hào)檢測(cè)凝??血酶，進(jìn)一步推進(jìn)了生物點(diǎn)在分析領(lǐng)域的研宄。Ｃｈａｉ等［８３］利用多巴胺功能化的碳??點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)酪氨酸酶的活性檢測(cè)。??二尋？二、蠢??雙．卜??ＮＡＤＰＩＩ?＾?ＮＡＤＰ??Ｐｏｌ）?Ｃ?ＤＮＡ?ＤＷｄｏｔ＊?？?Ａ＊．?ｇ?，?ＣＪＳＳＣ?Ｃ；Ｒ?＾?＜?ＣＳＩＩ??圖１－３生物點(diǎn)合成策略及其應(yīng)用于谷胱甘肽和谷胱甘肽還原酶檢測(cè)的原理圖［８１］。??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｆｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｄｏｔｓ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ??ｆｏｒ?ＧＳＨ?ａｎｄ?ＧＲ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ＾８１１．??１．２熒光硅納米粒子簡(jiǎn)介??硅納米粒子（ＳｉＮＰｓ）作為一種新型的半導(dǎo)體納米材料在許多領(lǐng)域引起了研究??者注意，這離不開(kāi)其自身的多種優(yōu)點(diǎn)，如制備原料儲(chǔ)量豐富、成本低廉、無(wú)毒無(wú)??害及其良好的生物相容性等，因此被視為傳統(tǒng)重金屬量子點(diǎn)的潛在替代材料。??１．２．１焚光５圭納米粒子的合成方法??近年來(lái)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2843303