金銀納米顆粒應(yīng)用于氨基酸的可視化檢測(cè).pdf

1、貴金屬納米材料因?yàn)榫哂歇?dú)特的金屬物理化學(xué)性質(zhì)以及優(yōu)異的光學(xué)性能而被廣泛關(guān)注并且應(yīng)用于化學(xué)催化、醫(yī)用材料、傳感材料等領(lǐng)域。尤其針對(duì)于金銀納米材料，由于其光電學(xué)性質(zhì)﹑小尺寸效應(yīng)、良好的穩(wěn)定性以及特異的生物親和性，顯示其具有很高的潛在價(jià)值，成為了熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)了四種不同方法的金銀納米材料用于氨基酸的特異性識(shí)別，分別建立了蛋氨酸、谷胱甘肽、組氨酸的定量分析方法，研究結(jié)果包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）基于蛋氨酸抑制三聚氰胺誘導(dǎo)的金納

2、米聚集而建立的可視化蛋氨酸的檢測(cè)。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，采用檸檬酸鈉作為還原劑和穩(wěn)定劑合成粒徑為13.0 nm左右、分散性良好的AuNPs溶膠。三聚氰胺結(jié)構(gòu)中含有三個(gè)氨基，與金屬有較強(qiáng)的配位作用，因此它們通過(guò)與金納米表面的檸檬酸根負(fù)離子進(jìn)行配位體交換作用而導(dǎo)致金納米由分散狀態(tài)變?yōu)楦叨染奂癄顟B(tài)，納米金溶膠的顏色由酒紅色逐漸變?yōu)樽仙罱K變?yōu)樗{(lán)色。由于蛋氨酸與金納米通過(guò)N-Au與S-Au鍵的共同作用而結(jié)合，所以隨著蛋氨酸溶液的加入，逐漸抑制了三聚

3、氰胺誘導(dǎo)的金納米溶膠的聚集，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)榫萍t色，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)氨基酸蛋氨酸快速、簡(jiǎn)便、靈敏的定量檢測(cè)。上述傳感機(jī)理通過(guò)透射電鏡以及納米粒徑分析儀得以驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果顯示，蛋氨酸濃度的裸眼最低檢出量為0.4μM，采用紫外光譜進(jìn)行定量分析可得到其在0.1-1.0μM范圍內(nèi)的理論檢測(cè)限（LOD）為24.5 nM，本方法成功應(yīng)用到了尿樣及血清中蛋氨酸的檢測(cè)，平均回收率在95％-105%之間。
　?。?）根據(jù)抑制金納米聚集設(shè)計(jì)了一種快速

4、、靈敏的谷胱甘肽檢測(cè)方法。2.0μM的2-巰基-1-甲基咪唑作為聚集劑能夠使金納米發(fā)生明顯的聚集，同時(shí)伴隨著顏色由紅色變?yōu)樽仙俚剿{(lán)色。Cys在pH為5.8±0.1時(shí)能使AuNPs聚集，顏色發(fā)生明顯改變，由酒紅色變?yōu)樽仙?，?duì)于Hcy而言，當(dāng)pH大于11時(shí)，會(huì)引起AuNPs的聚集，但是當(dāng)pH在5-7之間時(shí)，則會(huì)使AuNPs處于分散狀態(tài)，對(duì)于GSH而言，當(dāng)其與AuNPs混合時(shí)，在pH小于4.5時(shí)與AuNPs顆粒結(jié)合的GSH的兩個(gè)羧基間發(fā)生氫

5、鍵作用，使AuNPs發(fā)生聚集，當(dāng)pH大于4.5時(shí)，由于羧基的去質(zhì)子化作用，AuNPs則不會(huì)發(fā)生聚集。由此可知，改變?nèi)芤旱膒H可有效改善本方法的選擇性，將溶液的pH調(diào)節(jié)為5.8時(shí)，Cys/AuNPs和Hcy/AuNPs會(huì)發(fā)生聚集，而GSH/AuNPs仍處于分散狀態(tài)。金納米的聚集程度隨著谷胱甘肽濃度的提高而逐漸降低，金納米由藍(lán)色逐漸變?yōu)榫萍t色，肉眼可觀(guān)察到的最低谷胱甘肽檢測(cè)量為0.1μM，利用紫外光譜進(jìn)行低濃度定量分析，谷胱甘肽濃度在0.1

6、-1.0μM范圍內(nèi)的理論檢測(cè)限為12.0 nM。該方法成功的應(yīng)用于人體血樣和尿樣中谷胱甘肽的檢測(cè)，平均回收率在95%-103%之間。
　　（3）基于谷胱甘肽抑制半胱氨酸誘導(dǎo)金納米聚集而建立的可視化谷胱甘肽的檢測(cè)。由上一個(gè)檢測(cè)谷胱甘肽的實(shí)驗(yàn)原理可知，在pH為5.8的條件下，胱氨酸，高半胱氨酸等含巰基化合物不能使其聚集亦或有較輕微的聚集，而半胱氨酸能夠使金納米發(fā)生聚集，并且隨著半胱氨酸濃度的增加，金納米顏色由酒紅色變?yōu)樽仙?。pH的大小

7、能夠決定AuNPs是否聚集以及聚集程度，因此選用半胱氨酸作為聚集劑，有趣的是，谷胱甘肽和半胱氨酸經(jīng)常由于結(jié)構(gòu)類(lèi)似而難以區(qū)分，而在此體系中，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)本身就能夠?qū)烧邊^(qū)分開(kāi)來(lái)。當(dāng)加入谷胱甘肽后，隨著谷胱甘肽的不斷加入，溶液顏色逐漸由紫色變?yōu)榫萍t色，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)谷胱甘肽的定量檢測(cè)分析。該方法成功地應(yīng)用于人體血樣和尿樣中谷胱甘肽的檢測(cè)，平均回收率在90%-110%之間。
　?。?）利用對(duì)氨基苯磺酸修飾的銀納米(AgNPs)對(duì)組氨酸（His

8、）進(jìn)行了比色檢測(cè)。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，采用硼氫化鈉還原法合成粒徑為6.7 nm左右、分散性良好的SAA-AgNPs探針。通過(guò)透射電鏡、紅外光譜以及紫外光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，本實(shí)驗(yàn)利用組氨酸誘導(dǎo)SAA-AgNPs溶膠的聚集，從而達(dá)到定量檢測(cè)組氨酸的目的。首先，我們發(fā)現(xiàn)His有咪唑環(huán)，而SAA有芳香環(huán)，我們推測(cè)咪唑環(huán)和芳香環(huán)之間的π-π鍵堆積作用會(huì)使SAA-AgNPs發(fā)生一定程度的聚集，其次，SAA上的氨基與His的羧基之間的靜電作用對(duì)于S