金銀納米顆粒應用于氨基酸的可視化檢測.pdf

1、貴金屬納米材料因為具有獨特的金屬物理化學性質(zhì)以及優(yōu)異的光學性能而被廣泛關(guān)注并且應用于化學催化、醫(yī)用材料、傳感材料等領(lǐng)域。尤其針對于金銀納米材料，由于其光電學性質(zhì)﹑小尺寸效應、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值，成為了熱點研究領(lǐng)域。本文設(shè)計了四種不同方法的金銀納米材料用于氨基酸的特異性識別，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)果包括以下幾個方面：
　?。?）基于蛋氨酸抑制三聚氰胺誘導的金納

2、米聚集而建立的可視化蛋氨酸的檢測。在優(yōu)化實驗條件下，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)中含有三個氨基，與金屬有較強的配位作用，因此它們通過與金納米表面的檸檬酸根負離子進行配位體交換作用而導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{色。由于蛋氨酸與金納米通過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、氰胺誘導的金納米溶膠的聚集，溶液由藍色逐漸變?yōu)榫萍t色，從而實現(xiàn)對目標氨基酸蛋氨酸快速、簡便、靈敏的定量檢測。上述傳感機理通過透射電鏡以及納米粒徑分析儀得以驗證。試驗結(jié)果顯示，蛋氨酸濃度的裸眼最低檢出量為0.4μM，采用紫外光譜進行定量分析可得到其在0.1-1.0μM范圍內(nèi)的理論檢測限（LOD）為24.5 nM，本方法成功應用到了尿樣及血清中蛋氨酸的檢測，平均回收率在95％-105%之間。
　　（2）根據(jù)抑制金納米聚集設(shè)計了一種快速

4、、靈敏的谷胱甘肽檢測方法。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，同時伴隨著顏色由紅色變?yōu)樽仙俚剿{色。Cys在pH為5.8±0.1時能使AuNPs聚集，顏色發(fā)生明顯改變，由酒紅色變?yōu)樽仙?，對于Hcy而言，當pH大于11時，會引起AuNPs的聚集，但是當pH在5-7之間時，則會使AuNPs處于分散狀態(tài)，對于GSH而言，當其與AuNPs混合時，在pH小于4.5時與AuNPs顆粒結(jié)合的GSH的兩個羧基間發(fā)生氫

5、鍵作用，使AuNPs發(fā)生聚集，當pH大于4.5時，由于羧基的去質(zhì)子化作用，AuNPs則不會發(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，Cys/AuNPs和Hcy/AuNPs會發(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，金納米由藍色逐漸變?yōu)榫萍t色，肉眼可觀察到的最低谷胱甘肽檢測量為0.1μM，利用紫外光譜進行低濃度定量分析，谷胱甘肽濃度在0.1

6、-1.0μM范圍內(nèi)的理論檢測限為12.0 nM。該方法成功的應用于人體血樣和尿樣中谷胱甘肽的檢測，平均回收率在95%-103%之間。
　?。?）基于谷胱甘肽抑制半胱氨酸誘導金納米聚集而建立的可視化谷胱甘肽的檢測。由上一個檢測谷胱甘肽的實驗原理可知，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)類似而難以區(qū)分，而在此體系中，設(shè)計的實驗本身就能夠?qū)烧邊^(qū)分開來。當加入谷胱甘肽后，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，從而實現(xiàn)對谷胱甘肽的定量檢測分析。該方法成功地應用于人體血樣和尿樣中谷胱甘肽的檢測，平均回收率在90%-110%之間。
　?。?）利用對氨基苯磺酸修飾的銀納米(AgNPs)對組氨酸（His

8、）進行了比色檢測。在優(yōu)化實驗條件下，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。通過透射電鏡、紅外光譜以及紫外光譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征，本實驗利用組氨酸誘導SAA-AgNPs溶膠的聚集，從而達到定量檢測組氨酸的目的。首先，我們發(fā)現(xiàn)His有咪唑環(huán)，而SAA有芳香環(huán)，我們推測咪唑環(huán)和芳香環(huán)之間的π-π鍵堆積作用會使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于S