金纳米粒子制备修饰及在重金属检测中的应用

作     者：瑙阿敏 

作者单位：哈尔滨商业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐丽萍

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 0702[理学-物理学] 

主      题：金纳米粒子 核酸适配体 GSH修饰 β-环糊精修饰 比色分析 

摘      要：重金属污染日益严重,其难以被消除,且可通过生物的富集作用而在体内累积,因此,对人类的健康构成了严重的危害。由于金纳米粒子本身具有独特的光学性质,其形貌、粒径大小的变化都会引起表面等离子体共振(SPR)吸收以及溶液颜色发生变化,从而使其在分析化学领域被广泛应用。因此,利用金纳米粒子的独特光学性质,实现了对Cd2+、Pb2+、Hg2+离子的实时、快速、灵敏检测。研究结果如下:(1)利用葡萄皮提取液还原氯金酸制备出金纳米粒子,采用紫外可见光分光光度计扫描金纳米粒子的吸收光谱,确定最大吸收峰波长,同时采用透射电子显微镜观察金纳米粒子大小、含量及粒度分布情况,并对其稳定性及催化活性进行了研究。(2)采用β-环糊精对金纳米粒子进行修饰并对其进行表征,通过傅里叶红外光谱图可以明显观察到在2230cm-1和1560cm-1处有的吸收波长,说明β-环糊精成功地被接到金纳米粒子表面。采用激光粒度仪、透射电子显微镜观察分析β-环糊精修饰金纳米粒子,结果表明,环糊精修饰金纳米粒子整体形态为球型颗粒状,且分散均匀没有明显的聚集,50%的粒子多分布在7-8nm区间。研究了β-CD-AuQDs对Cd2+、Pb2+、Hg2+检测体系的构建,采用紫外可见分光光度计波长的扫描,结果表明,随着加入β-CD-AuQDs溶液中的Cd2+、Pb2+、Hg2+浓度的增加,溶液由红色逐渐变为深蓝色,A800/A500吸光度的比值具有良好的线性关系(R2=0.996),检测限为6×10-6g/L。对β-CD-AuQDs Cd2+、Pb2+、Hg2+离子检测体系的选择性进行了研究,加入Cd2+、Pb2+、Hg2+的检测体系,β-CD-AuQDs相对吸光强度A800/A500比值最大,说明对β-CD-AuQDs检测Cd2+、Hg2+、Pb2+具有良好的专一性。采用β-CD-AuQDs检测体系检测Cd2+、Hg2+、Pb2+的紫外可见光谱和颜色变化,与构建的β-CD-AuQDs检测Cd2+、Hg2+、Pb2+检测结果完全一致,说明β-CD-AuQDs检测Cd2+、Pb2+、Hg2+体系具有良好的重复性和应用性。(3)利用Hg2+对胸腺嘧啶(T)T-T错配的特异性结合,建立一种检测Hg2+的方法。构建核酸适配体功能化金纳米粒子检测Hg2+体系,采用紫外可见光分光光度计,结果表明,随着加入核酸适配体修饰的金纳米粒子溶液Hg2+浓度的增大,使得在432nm处,吸收光强度提高,溶液颜色由酒红色变成蓝色。同时,对核酸适配体修饰金纳米粒子检测Hg2+的选择性进行了研究,加入Hg2+的检测体系,核酸适配体修饰金纳米粒子溶液的相对吸光强度A800/A500比值最大,说明对核酸适配体修饰金纳米粒子检测Hg2+具有良好的专一性。核酸适配体I型检测体系在去离子水中,最低检测限为7.6μM。自来水中最低检测限为8.4μM;基于核酸适配体II型金纳米粒子比色检测体系,在去离子水中,最低检测限为5.9μM。自来水中的检测体系,最低检测限为6.3μM;基于核酸适配体Ⅲ型金纳米粒子比色检测体系,在去离子水中,最低检测限为4.7μM。自来水中的检测体系,最低检测限为5.4μM。说明核酸适配体修饰金纳米粒子具有良好的应用性。(4)采用谷胱甘肽修饰金纳米粒子(GSH-AuNPs)并对其进行表征,采用透射光显微镜表征分析GSH-AuNPs,可以明显观察GSH-AuNPs的粒径大小多分布在10-20nm区间,粒径大小相比于修饰之前有所增加(7.1±0.6nm),说明表面修饰上了 GSH薄层。构建GSH-AuNPs对Cd2+、Hg2+、Pb2+检测体系,采用紫外可见光分光光度计,结果表明,随着加入GSH-AuNPs溶液中的Cd2+、Hg2+、Pb2+的增加,金纳米溶液由红色逐渐变为深蓝色,A800/A500吸光度的比值具有良好的线性关系(R2=0.996),检测限为6×10-6g/L。利用GSH-AuNPs对Cd2+、Hg2+、Pb2+检测体系选择性进行了研究,加入Cd2+、Pb2+、Hg2+的检测体系,GSH-AuNPs相对吸光强度A800/A500比值最大,说明对GSH-AuNPs检测Cd2+、Hg2+、Pb2+、具有良好的专一性。采用GSH-AuNPs检测体系检测Cd2+,Hg2+,Pb2+检测体系分别检测自来水中和雪碧中的Hg2+,Pb2+,Cd2+的紫外可见光谱和颜色变化,与构建的GSH-AuNPs检测Cd2+、Hg2+、Pb2+检测结果完全一致,说明GSH-AuNPs检测Cd2+、Pb2+、Hg2+体系具有良好的重复性和应用性。