基于硅点的光学性能和类酶催化性能检测生物分子

【摘要】纳米粒子具有优异的光、电性能及良好的生物相容性。广泛的应用于化学/生物传感,细胞成像,以及医学等领域。作为一种惰性,无毒,含量丰富和低成本的纳米材料,硅纳米材料因其卓越的光,电,机械性能和表面可修正性将会在化学/生物传感和临床分析领域发挥重要的作用。本论文在对硅纳米材料的性质深入研究基础上,探究其新的性能,并利用硅纳米的特性设计一系列操作简单,灵敏度高,低成本的纳米生物传感器用于次氯酸、槲皮素和葡萄糖等的检测,主要内容如下：(1)以Si片为硅源,通过杂多酸辅助电化学刻蚀法,在乙醇溶液中,通过简单的超声裂解得到无其他修饰的有荧光性质的Si-dots。对所得的Si-dots,利用TEM、ED和FTIR、UV-vis等方法,探讨其基本结构与光学性能,考察了pH,温度,光漂白等因素对其发光强度的影响。实验发现,所制备的Si-dots具有良好的水分散性,粒径均匀以及发射波长可调节性,并且有很好的稳定性和抗光漂白性。实验发现次氯酸在酸性条件下能猝灭Si-dots的荧光,我们对相应的猝灭Si-dots的机理进行了探讨。并基于此构建了一种简单的,高灵敏高选择性的自来水次氯酸传感器。检测范围为0.1μM-300μM,检测限为0.03μM。并且将这种方法成功应用于自来水中次氯酸的检测。(2)研究发现槲皮素,一种多羟基的黄酮类物质对分散性良好、无标记的荧光Si-dots的荧光有猝灭作用。探讨探索槲皮素对Si-dots荧光的猝灭的机理。构建高灵敏的槲皮素生物传感器。检测范围为0.1μM-300μM,检测限为0.015μM。并且将这种方法成功应用于胶囊中槲皮素的检测。(3)研究发现制备的无标记的荧光Si-dots具有类过氧化物酶催化性。能在H2O2存在下能催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)溶液形成TMBOX。并且探讨了在不同条件,如pH、温度和H202浓度下Si-dots的催化活性和Si-dots的酶催化鲁棒性。同时,对Si-dots的酶催化动力学和催化机理进行了探讨,结果表明了Si-dots有高的催化活性和强的鲁棒性。基于GOx催化葡萄糖氧化得到的H2O2,联合Si-dots催化TMB氧化,构建一种简单、经济、高灵敏高选择的葡萄糖比色传感器用于葡萄糖检测。在适宜条件下,检测范围为0.017μM-200μM,检测限为0.005μM。并且将这种方法成功用于实际血清中葡萄糖检测。
【作者】陈琼；
【导师】张友玉；
【作者基本信息】湖南师范大学，药物分析，2014，硕士
【关键词】电化学刻蚀；硅点；荧光；类酶催化；次氯酸；槲皮素；葡萄糖；

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