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金纳米粒子的形态及分析应用研究

王健  
【摘要】: 金纳米粒子由于形态改变引起的光学信号的变化,在药物测定、基因检测、免疫分析、生物分子测定等方面得到了广泛的应用。本文主要应用紫外-可见吸收光谱、共振光散射光谱、电子显微镜以及暗场成像等技术,研究了带正电的金纳米棒在碘作用下形态的变化,及其球形金纳米粒子在氨基酸蛋白质分析中的应用。具体内容包括下列四个方面: (1)应用等离子共振吸收光谱和扫描电子显微镜,观察了CuCl_2与KI发生氧化还原反应产生的碘单质与金纳米棒的作用过程。实验发现,由于溶液介电常数的改变,单独的CuCl_2和KI能够使金纳米棒的纵向吸收波长发生移动但不能改变金纳米棒的形态。而当CuCl_2与KI同时存在时,由于KI与CuCl_2发生氧化还原作用产生的碘单质能够使多个金纳米棒以肩并肩方式融合,金纳米粒子由棒状变为球形,其径向比减小,且伴随着纵向吸收峰的蓝移、横向吸收峰的红移、吸收峰拓宽以及吸收强度的降低。实验发现,金纳米粒子纵向吸收波长的蓝移的程度与铜离子或碘离子的浓度存在线性关系,这为分光光度法测定铜离子或者碘离子提供了可能。 (2)单质碘能对金纳米棒产生融合作用,引起金纳米棒径向比的减小和纵向吸收波长的蓝移;但当盐酸四环素存在时,单质碘被还原,对金纳米棒的融合作用减弱,使金纳米棒的纵向吸收峰随盐酸四环素浓度的增大发生线性红移,据此建立了一种测定盐酸四环素的方法。方法的线性范围为5.0×10~(-5)mol L~(-1)-5.0×10~(-4)mol L~(-1),检测限为2.4×10~(-6)mol L~(-1)(3σ/k)。常见物质不干扰测定。该方法用于合成样中四环素测定,回收率在92.8~107.2%之间,RSD值小于4.3%。用标准加入法测定了牛奶中的盐酸四环素,实验发现,牛奶中的四环素残余物浓度较低,符合安全标准。 (3)以带正电荷的球形金纳米粒子为光散射探针研究了一种快速测定半胱氨酸的方法。在pH4.2的介质中,CTAB包被的金纳米粒子通过Au-S共价键与半胱氨酸作用。由半胱氨酸诱导产生的金纳米粒子聚集体在566.0 nm产生较强的等离子共振光散射,且增强的散射信号与半胱氨酸在25-400 ng mL~(-1)浓度范围成线性关系,方法的检测限为2.9ng mL~(-1)(3σ/k)。所测样品中的氨基酸均不影响测定。该方法用于合成样的测定,回收率在95.3-105.9%之间,RSD值小于3.6%。 (4)正电球形金纳米粒子与不同构象的朊蛋白具有不同的响应,突变型朊蛋白(PrP~(Sc))能够诱导金纳米粒子的聚集,导致金纳米粒子散射信号的增强、吸收波长的移动以及颜色的改变,并且散射信号增强的程度与PrP~(Sc)的浓度成正比,为PrP~(Sc)的定量测定提供了理论依据;而原生型朊蛋白(PrP~C)则能够稳定金纳米粒子。据此可以区分不同构象的朊蛋白。


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