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聚乙烯亚胺保护的银纳米簇的合成及其荧光分析应用研究

申宇茫  
【摘要】:银纳米簇(Ag NCs)是一种新型的纳米材料,它不仅具有稳定的光学性质和易于合成等优势,还具有生物相容性好和细胞毒性低等优良特性。目前合成Ag NCs的方法主要有辐射法、相转移法、光致还原法、化学还原法、超声法以及电化学法等。常用的稳定剂模板也有很多,包括含硫基的小分子、聚合物、蛋白质大分子、DNA等。其中聚合物含有丰富的羧基基团,其相对分子质量大,结构中多为支链和空腔,起到阻隔Ag NCs与外界环境或自身的相互作用,合成的Ag NCs具有非常好的稳定性。本论文以聚乙烯亚胺(PEI)为模板,利用化学还原法合成性质稳定且荧光性能优异的Ag NCs,用于药物和重金属离子的检测及pH传感。主要工作如下:1.银纳米簇的合成及法莫替丁的检测应用以PEI为模板、甲醛为还原剂,利用化学还原法制备得到具有尺寸小、稳定性较好的Ag NCs,并用透射电镜(TEM)、荧光光谱和紫外-可见光谱对合成的水溶性银纳米簇进行了表征,结果表明合成的银纳米簇尺寸约为2.5 nm,且分散均匀、无成团现象。以该Ag NCs作为荧光探针建立了一种检测法莫替丁(FMT)的新方法。该方法具有灵敏度高、选择性好、成本低、操作简单等优点,可用于片剂FMT的含量测定,在类似样品分析中具有潜在的应用价值。2.银纳米簇的合成及pH传感应用以PEI为模板,抗坏血酸(AA)为还原剂合成了Ag NCs,研究发现该Ag NCs对环境的pH很敏感,荧光强度会随着体系酸度的改变而变化,基于此建立了基于Ag NCs的pH传感新方法。实验考察了Ag NCs在不同类型、酸度的缓冲溶液中的荧光响应特性,结果表明其在各种缓冲溶液中都有良好的pH响应,在pH 2.40~9.40的BR缓冲溶液中,线性方程和相关系数分别为F=-532.81 pH+6048.1和R~2=0.991。实验同时探究了反应时间和温度对pH传感的影响,结果表明,在室温下随着时间的延长,当反应时间到达30 min后,体系的荧光强度基本保持不变,故加入Ag NCs后30 min进行测定。将该法用于几种饮料pH的测定,结果与酸度计检测结果没有显著性差异,表明该pH荧光传感器可用于实际样品酸度的检测。3.银纳米簇的六价铬离子检测应用以PEI为模板,AA为还原剂,采用化学还原法在室温下一步合成了水溶性的银纳米簇。以Ag NCs为荧光探针,基于铬离子Cr(Ⅵ)与对Ag NCs的荧光猝灭作用,构建了定量测定Cr(Ⅵ)的荧光分析方法,考察了反应条件,对反应机理进行了初步探讨,在优化的实验条件下,Ag NCs的猝灭程度与Cr(Ⅵ)浓度8.30×10~(-8)~4.17×10~(-5) mol·L~(-1)范围内呈分段线性关系,最低检出限为0.22×10~(-9) mol·L~(-1)。4.银纳米簇的钴离子检测应用以PEI为模板,AA为还原剂,一步法合成发绿色荧光的Ag NCs,并基于其发光特性应用于钴离子(Co~(2+))的检测。研究表明,在pH=6.40的KH_2PO_4-Na OH缓冲介质中,Co~(2+)可使Ag NCs的荧光减弱,其原因可能是由于Ag NCs到Co~(2+)的电子转移形成了含有Co-N键的配合物导致Ag NCs荧光发生猝灭。考察了反应条件,在优化的实验条件下,Ag NCs的猝灭程度与Co~(2+)浓度8.30×10~(-7)~4.17×10~(-4)mol·L~(-1)范围内呈分段线性关系,检出限为0.41×10~(-8) mol·L~(-1)。


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