阐释纳米材料新型氧化硅、金复合纳米材料制备、组装及其在生物医学、催化上运用

论文导读：度很高。通过对3种人工混合样品的回收试验,检测结果与真实值基本一致,回收率为95.7～103.0%,标准偏差RSD=1.6～2.8%,说明策略的准确度和精密度都较好。将制得的传感芯片初步运用于人的血清样品中TPA的检测,发现对癌症患者的血清响应比较显著,而对健康人的血清响应不显著。基于金纳米粒紫外可见吸收的免疫传感法是一种比较理想的
摘要：新型金、氧化硅纳米材料和其复合纳米材料的制备、化学修饰、组装以及在化学、分子生物学、药学、医学等领域的运用探讨是当前最热门的课题之一。本论文对新型金、氧化硅纳米材料的制备、组装及在生物医学、化学催化上的运用进行了详细探讨。主要开展的工作如下：以3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMOS)代替3-氨基丙基三甲氧基硅烷作连接剂,合成了Au@SiO2核壳纳米粒,并对其进行了光谱、TEM、荧光显微镜成像等系列表征。实验结果表明,经改善后制得的Au@SiO2核壳纳米粒形貌呈球形、单分散性较好,金纳米粒位于其中心,分布均匀,无团聚的金纳米粒包覆在氧化硅壳中。荧光检测发现其有光致发光性质,荧光强度在连续扫描3600s后仍没有显著变化,表明该核壳纳米粒具有良好的抗漂白性能。在3-氨基丙基三甲氧基硅烷及戊二醛交联剂的作用下,把TPA抗体固定在Au@SiO2核壳纳米粒上,利用抗原和抗体的特异性识别作用成功实现了对CNE-1/亲鼻咽癌细胞的荧光成像。以3-巯基丙基三甲氧基硅烷作连接剂,利用巯基能形成二硫键的性质把氧化硅纳米粒自组装成氧化硅纳米线,合成了金纳米粒子修饰的氧化硅纳米线,并对其进行了光谱、TEM、荧光显微镜成像等系列表征。实验结果表明,该策略可合成得到不同粗细的有金纳米粒包埋于其中或附在表面的氧化硅纳米线。所有实验都是在溶液中进行,不需要高温、真空及特殊的仪器设备,策略安全可行,成本低,有望放大生产以适应对这类新型氧化硅纳米线的大量需求。金纳米粒通过化学键负载在氧化硅纳米线上,体现出了较好的稳定性和较高的催化活性,在NaBH4相对大量过量的条件下,对硝基苯酚的催化还原反应符合准一级反应动力学,反应速率常数k=0.85min-1。此外,金纳米粒附在氧化硅纳米线的表面,目标分子(特别是生物分子)易接近,可潜在用于化学传感及生物传感的运用。用普通光学玻璃做基底,用3-巯基丙基三甲氧基硅烷做粘结剂,先在玻璃芯片上成功制得了排布均匀可控的金纳米粒单层膜,然后依次用组织多肽抗原抗体(anti-TPA)、小牛血清蛋白(BSA)对其功能化修饰,制成了对组织多肽抗原(TPA)有特异性响应的TPA光学免疫传感芯片。该传感芯片性能稳定,选择性好,可用紫外可见分光光度计直接对复杂样品检测其中TPA含量。该策略技术上只需要通过测量最大吸收波长处的吸光度变化值来测定样品中TPA含量,操作简单快捷,容易普及。在优化条件下,传感芯片用样品培育一定时间后,其吸光度减小值(△A)与样品中TPA的浓度(C)在1-1000ng/L范围内呈良好的线性联系,检测限为1.2×10-3ng/L,灵敏度很高。通过对3种人工混合样品的回收试验,检测结果与真实值基本一致,回收率为95.7～103.0%,标准偏差RSD=1.6～2.8%,说明策略的准确度和精密度都较好。将制得的传感芯片初步运用于人的血清样品中TPA的检测,发现对癌症患者的血清响应比较显著,而对健康人的血清响应不显著。基于金纳米粒紫外可见吸收的免疫传感法是一种比较理想的浅析策略,其在抗原定量检测上的运用是可行的。将胶体金直接依次用anti-TPA、BSA、PEG修饰制成溶液基TPA光学生物传感探针,建立了一种快速、简单、有效的TPA定量浅析策略。考察了反应时间、反应温度及工作溶液pH值等多种因素的影响。在优化条件下,探针吸光度的减少值与TPA的浓度在0.4-200ng/mL范围内近似呈线性联系,线性回归方程为-△A=0.02767C+0.00632,线性相联系数R=0.99271,检测限约为0.108ng/mL。把策略运用于真实血清样品的测定,检测结果与真实结果基本一致,相对误差在-4.0～8.7%范围内。用3-氨基丙基三甲氧基硅烷作粘结剂,在金纳米粒单层膜基础上继续交替铺上氧化硅纳米粒、金纳米粒,成功制得了金纳米粒/氧化硅纳米粒交替排列的多层膜芯片,并对其进行了紫外可见吸收光谱、SEM等系列表征。实验结果表明,随金纳米粒层层数的增加,芯片在540nm处的吸收峰增高,而吸收峰的峰位、峰形基本保持不变。金纳米粒/氧化硅纳米粒多层复合膜的扫描电镜图显示,制备的多层膜芯片表面金纳米粒层金纳米粒的大小为20nm左右,分布比较均匀、规整,为进一步的运用探讨奠定了坚实的基础。用anti-TPA对制得的多层复合膜进行修饰、用BSA封住余留的活性点,由此所制得的传感芯片对TPA分子有特异性识别响应,TPA分子通过对anti-TPA分子免疫反应使传感芯片在最大吸收波长处的吸光度值减小。实验结果显示,吸光度的减少值与TPA的浓度在1-10000ng/L范围内近似呈线性联系,线性回归方程为-△A=0.05266C+0.00758,线性相联系数R=0.99734,检测限约为0.027ng/L。把制得的TPA传感芯片运用于血清真实样品的检测,结果表明,3个血清样品的测试结果和当地医院测得值基本一致,标准偏差在允许范围之内。关键词：金纳米材料论文氧化硅纳米材料论文组装论文生物医学论文光学生物传感论文组织多肽抗原(TPA)论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-7
ABSTRACT7-14
第一章 绪论14-41

1.1 纳米材料概述14-22

1.1 纳米材料的特性14-15

1.2 纳米材料的性能15-16

1.3 纳米材料的运用16-18

1.4 纳米材料的制备18-20

1.5 纳米材料的表征20-22

1.2 金纳米材料的探讨进展22-33

1.2.1 制备22

1.2.2 性质22-24

1.2.3 组装24-27

1.2.4 运用27-33

1.3 氧化硅纳米材料的探讨进展33-37

1.4 论文的探讨思路和革新点37-41

第二章 单分散、规则球形Au@SiO_2核-壳纳米粒的制备、光谱探讨及在肿瘤细胞造影上的运用41-55

2.1 引言41-论文导读：

42

2.2 实验历程42-44

2.1 试剂和药品42

2.2 仪器42

2.3 样品的制备42-43

2.4 表征43

2.5 Au/SiO_2核壳纳米粒的表面修饰与肿瘤细胞标记上的运用探讨43-44

2.3 结果与讨论44-53

2.3.1 Au/SiO_2核壳纳米粒的透射电镜图(TEM)及能量色散x-射线图谱(EDX)44-45

2.3.2 Au/SiO_2核壳纳米粒的制备与形成机制45-49

2.3.3 Au/SiO_2核壳纳米粒的光学性能49-51

2.3.4 Au/SiO_2核壳纳米粒的修饰及其在肿瘤细胞造影上的运用51-53

2.4 本章小结53-55

第三章 金纳米粒包埋或附在表面的氧化硅纳米线的制备及在催化上的运用探讨55-67

3.1 引言55-56

3.2 实验历程56-58

3.

2.1 试剂和药品56

3.

2.2 仪器56-57

3.

2.3 Au@SiO_2核壳纳米粒的制备57

3.

2.4 金纳米粒修饰的氧化硅纳米线的制备57

3.

2.5 表征57

3.

2.6 金纳米粒修饰的氧化硅纳米线的催化活性探讨57-58

3.3 结果与讨论58-66

3.1 金纳米粒修饰的氧化硅纳米线的TEM照片及EDX图谱58-59

3.2 金纳米粒修饰的氧化硅纳米线的形成机制探讨59-62

3.3 金纳米粒修饰的氧化硅纳米线的光学性质62-65

3.4 金纳米粒修饰的氧化硅纳米线在催化上的运用探讨65-66

3.4 本章小结66-67

第四章 单层金纳米粒薄膜的制备及在肿瘤标志物检测中的运用67-79

4.1 引言67-68

4.2 实验历程68-69

4.

2.1 试剂和药品68

4.

2.2 仪器68-69

4.

2.3 柠檬酸修饰的金纳米粒(直径约20nm左右)的合成69

4.

2.4 TPA免疫传感器的制备69

4.

2.5 TPA免疫传感器的表征69

4.3 结果与讨论69-78
4.

3.1 TPA免疫传感器的制备及免疫浅析原理69-71

4.

3.2 TPA免疫传感器的光化学性质71-73

4.

3.3 实验条件的最优化73-75

4.

3.4 干扰成分对检测结果的影响75

4.

3.5 工作曲线和检测限75-76

4.

3.6 免疫传感器的稳定性以及传感器与传感器之间的重现性76

4.

3.7 回收试验76-77

4.

3.8 免疫传感运用于实际血清样品的浅析77-78

4.4 本章小结78-79
第五章 组织多肽抗原抗体修饰的复合金纳米粒的制备及其在组织多肽抗原检测中的运用79-90

5.1 引言79

5.2 实验历程79-81

5.

2.1 试剂和药品79-80

5.

2.2 仪器80

5.

2.3 柠檬酸修饰的金纳米粒(直径约20nm左右)的合成80

5.

2.4 基于金纳米粒紫外可见吸收的TPA探针的制备80

5.

2.5 TPA探针的表征80-81

5.

2.6 运用81

5.3 结果与讨论81-88
5.

3.1 TPA探针的制备及免疫浅析原理81-82

5.

3.2 金纳米粒与anti-TPA功能化后制成的TPA探针的TEM照片82

5.

3.3 anti-TPA分子在金纳米粒上的固定与作用力浅析82-83

5.

3.4 光化学特性表征83-84

5.

3.5 实验条件的优化84-86

5.

3.6 干扰成分对检测结果的影响86-87

5.

3.7 工作曲线和检测限87-88

5.

3.8 真实血清样品的检测88

5.4 本章小结88-90
第六章 金纳米粒/氧化硅纳米粒交替排列多层膜的制备及运用探讨90-101

6.1 引言90

6.2 实验历程90-92

6.

2.1 试剂和药品90-91

6.

2.2 仪器91

6.

2.3 柠檬酸修饰的金纳米粒(直径约20nm左右)的合成91

6.

2.4 APTMOS修饰的氧化硅纳米粒(直径约50nm左右)的合成91

6.

2.5 金纳米粒/氧化硅纳米粒交替排列多层膜的制备91-92

6.

2.6 TPA免疫传感器的制备92

6.

2.7 表征92

6.3 结果与讨论92-100
6.

3.1 金纳米粒/氧化硅纳米粒交替排列多层膜的制备、功能化及免疫浅析原理92-93

6.

3.2 表征93-95

6.

3.3 实验条件的优化95-97

6.

3.4 TPA传感芯片吸光度的变化与TPA浓度之间的联系探讨97-98

6.

3.5 干扰成分对检测结果的影响98-99

6.

3.6 免疫传感器的稳定性以及传感器与传感器之间的重现性99

6.

3.7 真实血清样品的检测运用探讨99-100

6.4 本章小结100-101
第七章 总结与展望101-104

7.1 结论101-103

7.2 展望103-104

参考文献104-128
致谢128-129
攻读博士期间发表论文及获奖情况129-130