金纳米棒和碳点在荧光生物传感中的应用

• 作 者: 宣成磊
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 荧光生物传感器 金纳米棒 碳量子点 检测灵敏度

荧光生物传感器在检测物质方面具有灵敏度高、响应迅速、抗干扰性强、信号转换模式灵活多样且不需要参比电极等特点而被广泛运用在生物传感领域。荧光探针与待测物分子作用最终导致荧光探针的荧光信号发生有规律的变化，通常有荧光信号的猝灭、增强或者荧光光谱的波长发生相应的移动。荧光探针有有机染料、金属团簇、金属量子点以及碳量子点等。本论文着重研究了几种纳米材料的合成及相应荧光传感器的构建，并应用于生物分子或重金属离子的检测，具体研究内容如下:　　(1)运用改进后的种子生长法合成出了形貌均一的金纳米棒，然后对其进行表面修饰。当金纳米棒表面修饰上一层介孔的二氧化硅层后，可负载丫啶橙(AO)荧光染料。所得的基于金纳米棒的荧光探针可以用于牛血清白蛋白(BSA)和小牛胸腺DNA(ctDNA)的检测。AO与BSA是通过静电作用结合的，而与ctDNA则是插入式的绑定方式。该荧光探针检测BSA时发生荧光猝灭，而检测ctDNA时出现荧光增强。该荧光传感器对BSA的检测范围为0.75～33.86μmol·L-1，检测限为0.25μmol·L-1，对ctDNA的检测范围为0.5～10μg·mL-1，检测限为0.1667μg·mL-1。　　(2)水热法合成了具有形貌均一、分散性良好、荧光产率高且荧光稳定碳点。然后利用该碳点，并引入半胱氨酸后，构建一种荧光传感器对银离子进行了检测。对比环境中是否加入半胱氨酸溶液可以得知半胱氨酸的加入可以有效提高检测灵敏度。由于碳点具有还原性，可以将银离子还原成银原子并附着在碳点表面，同时通过加入的半胱氨酸，碳点发生团聚而产生荧光猝灭。该传感器对银离子的检测范围为10～140μmol·L-1，检测限为2.5μmol·L-1。　　(3)运用热解法将柠檬酸热解得到碳点，将其金纳米棒结合构建了能量转移体系。然后向该体系中加入半胱胺时，由于-SH与金纳米棒表面作用形成Au-S键，出现了荧光猝灭。加入铅离子后，铅离子与半胱胺作用使得碳点从金纳米棒表面脱落，荧光发生了恢复。通过最终定量实验，我们确定了半胱胺和铅离子的浓度与荧光强度变化之间的关系。其检测范围为0～125μmol·L-1，检测限为1.5μmol·L-1。