金/银纳米材料在荧光传感分析中的应用

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwucg
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贵金属是包括金、银、铂等元素在内的有色金属,由于其特殊的物理特性(密度大、导电性高、电子亲和性高)在电子、化工、医疗等领域具有重要而广泛的应用。贵金属纳米材料是指运用纳米技术制备的尺寸在100 nm以下的,具有与传统纳米材料不同的物理化学性质的新材料。随尺寸决定的光学、磁学及催化性质使得贵金属纳米材料成为分析化学领域的热点,其中以金纳米粒子(AuNPs)和银纳米簇(AgNCs)为代表的贵金属纳米材料在荧光传感器方面的应用更是取得了极大的进展。金纳米粒子具有良好的稳定性以及特殊的生物亲和性,无细胞毒性,且合成方法简单,一般可用氯金酸通过化学还原法制备获得。还原方法主要有抗坏血酸还原法、柠檬酸钠还原法、白磷还原法和鞣酸-柠檬酸钠还原法。不同种类的还原剂合成出来的金纳米粒子粒径不同,依据不同的目的和要求,在不同的实验条件下可以方便地制备金纳米粒子。银纳米簇是由几个到几十个银原子组成,且具有荧光性质,在化学、生物及材料科学领域引起极大的关注。但一般合成的水溶性银纳米簇稳定性差,因此加入适当的模板控制纳米簇的生长从而合成出稳定的银纳米簇是开发银纳米簇作为荧光探针的关键。目前,被用作合成银纳米簇的模板有树枝状高分子、多种类的聚合物、可与金属离子络合的小分子化合物、DNA以及蛋白质。其中以DNA为模板合成的AgNCs(DNA-AgNCs),由于模板序列可调等优势备受关注。本研究论文基于新型金银纳米材料构建了三种荧光传感器,并分别将其应用于检测谷胱甘肽还原酶、博莱霉素及喹诺酮药物。具体内容如下:(1)基于石墨烯量子点(GQDs)-金纳米粒子(AuNPs)构建了谷胱甘肽还原酶(GR)的荧光传感平台。GQDs可以与AuNPs发生荧光共振能量转移,从而导致GQDs荧光的猝灭。在NADPH辅酶的作用下,GR可以催化GSSG还原转变为GSH。由于金-硫键(Au-S)的作用,还原性谷胱甘肽(GSH)可以与AuNPs结合,使GQDs荧光恢复,基于此原理,GQDs-AuNPs构建GR的荧光传感平台建立起来。该传感器灵敏度高,检出限低至0.0050mU/mL,检测范围为0.0050-0.13 mU/mL。此外,该传感平台成功应用于谷胱甘肽还原酶抑制剂的筛选。(2)基于DNA-AgNCs构建了博莱霉素(BLM)的荧光传感平台。该荧光探针是由发卡型DNA作为模板,DNA链的两端分别是富有G碱基的序列(GRSs)和合成AgNCs所需要的碱基序列。在没有BLM-iron(II)复合物[BLM-Fe(II)]的情况下,由于GRSs靠近AgNCs,使AgNCs荧光强度增强。在BLM-Fe(II)存在的情况下,BLM-Fe(II)有选择性地剪切DNA环上5’-GC-3’位点,使GRSs远离AgNCs,AgNCs荧光强度降低。该传感平台灵敏度高,选择性好,检出限低至33 pM,检测范围为0.1 nM100 nM。(3)基于Cu2+调节的DNA-AgNCs构建了喹诺酮类药物的荧光传感平台。DNA-AgNCs在596 nm处有强烈的荧光发射峰,Cu2+可以猝灭DNA-AgNCs的荧光,但在喹诺酮类药物的存在下,由于Cu2+与喹诺酮类分子的强烈螯合作用使得DNA-AgNCs荧光恢复。该传感平台对四种喹诺酮类药物展现出良好的选择性,例如,萘啶酮酸的检测范围为20100 nM,检出限2.0 nM;西诺沙星的检测范围为5120 nM检出限为1.2 nM;环丙沙星的检测范围为5100 nM,检出限为1.0 nM;莫西沙星的检测范围为160 nM,检出限为96 nM。此外,该传感平台已成功应用于片剂和人类尿液中喹诺酮类药物的检测,并获得了满意的回收率。
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