基于纳米金团簇溶剂-离子效应的活性氧簇检测应用研究

摘要

近年来，贵金属纳米团簇因其特有的发光特性受到了广泛的关注。与传统的荧光材料相比，荧光金纳米团簇具有尺寸小、毒性低、光学性质稳定、生物相容性好、发光效率高和表面易于修饰等优点，使得其在生物医学和化学等领域具有非常好的应用前景。机体代谢过程中产生的活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)是重要的信号分子，在调节各种生理功能方面具有非常重要的作用，但是，过量的ROS也会导致氧化应激，体内氧化-还原水平失衡从而导致各种疾病。本论文基于纳米金团簇独特的发光性能及优势，对活性氧簇中的过氧化氢、具有抗氧化能力的醌类亲电物质和自由基清除剂的检测进行了探究。主要的研究内容如下:
　　1.首先系统考察了不同的有机溶剂和金属离子对谷胱甘肽稳定的金纳米团簇(GSH-AuNCs)荧光强度的影响，并根据GSH-AuNCs的溶剂-离子综合效应优化了最佳发光条件。探究了不同种类的醌类化合物对GSH-AuNCs荧光强度的影响，发现对苯醌可以使GSH-AuNCs的荧光减弱到猝灭。醌类化合物是一种亲电物质，作为间接的抗氧化剂具有抗氧化和解毒的作用。因此，进一步探究了其它醌类化合物对GSH-AuNCs荧光强度的影响，发现只有苯醌和萘醌类化合物能使GSH-AuNCs的荧光强度明显减弱。实验结果表明该方法对具有抗氧化能力的醌类亲电物质检测的选择性不好，仍需进一步优化和改进。
　　2.基于芬顿反应产生的羟基自由基能使GSH-AuNCs的荧光猝灭，建立了检测自由基清除剂的分析方法。用溶剂效应中的二甲亚砜和离子效应中的Al3+使GSH-AuNCs的荧光强度明显增强，提高了其空白荧光强度，从而使加入自由基清除剂后荧光强度不被猝灭的程度变得更明显，进而提高了筛选自由基清除剂的灵敏度，并成功用于筛选自由基清除剂和评估银杏叶提取物中总的自由基清除能力。
　　3.基于过氧化氢诱导扩大的聚乙烯吡咯烷酮金纳米颗粒(PVP-AuNPs)可以引起硫酸软骨素保护的纳米金团簇(CS-AuNCs)的荧光猝灭，建立了一种简单测定活性氧簇中过氧化氢和血清中尿酸的新方法。首先用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为还原剂将氯金酸还原生成PVP-Au种，加入过氧化氢或者尿酸/尿酸氧化酶后，PVP-Au种作为催化剂，过氧化氢或者酶反应产生的过氧化氢诱导PVP-Au种扩大为PVP-AuNPs，CS-AuNCs与PVP-AuNPs因波长匹配能发生内滤效应猝灭CS-AuNCs的荧光。在最优条件下，该方法检测过氧化氢和尿酸的线性范围分别为1-100μM和5-100μM，检出限分别为0.33μM和1.7μM。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 贵金属纳米团簇的简介

1．2 贵金属纳米团簇的荧光性质

1．2．1 贵金属纳米团簇的聚集诱导发射现象

1．2．2 离子对贵金属纳米团簇的影响

1．2．3 溶剂对贵金属纳米团簇的影响

1．3 人体内活性氧簇检测的意义

1．3．1 人体内自由基检测的意义

1．3．2 人体内过氧化氢检测的意义

1．4 贵金属纳米团簇在生物医学方面的应用

1．4．1 贵金属纳米团簇在酶活性检测中的应用

1．4．2 贵金属纳米团簇在小分子化合物检测中的应用

1．4．3 贵金属纳米团簇在荧光成像中的应用

1．5 本文构思

第二章 金纳米团簇的溶N-离子效应及醌类化合物的检测

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器

2．2．2 实验试剂

2．2．3 GSH-AuNCs的合成

2．2．4 GSH-AuNCs的溶剂效应

2．2．5 二甲亚砜体积分数的优化

2．2．6 GSH-AuNCs的离子效应

2．2．7 铝离子浓度的优化

2．2．10 不同种类的醌类化合物对GSH-AuNCs荧光的影响

2．2．11 醌类反应性代谢物的检测

2．3 结果与讨论

2．3．1 GSH-AuNCs的表征

2．3．2 GSH-AuNCs的溶剂效应

2．3．3 二甲亚砜含量的优化

2．3．4 GSH-AuNCs的离子效应

2．3．5 铝离子浓度的优化

2．3．6 溶剂-离子效应对GSH-AuNCs荧光的影响

2．3．8 不同种类的醌类化合物对GSH-AuNCs荧光的影响

2．3．9 醌类反应性代谢物的检测

2．4 结论

第三章 金纳米团簇用于自由基清除剂的检测

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验试剂

3．2．3 GSH-AuNCs对抗坏血酸的响应

3．2．4 GSH-AuNCs及其溶剂-离子效应对抗坏血酸的响应

3．2．5 筛选具有自由基清除活性的中药

3．2．6 银杏叶提取物中总的自由基清除能力

3．3 结果与讨论

3．3．1 GSH-AuNCs对抗坏血酸的晌应

3．3．2 GSH-AuNCs及其溶剂-离子效应对抗坏血酸的响应

3．3．3 筛选具有自由基清除活性的中药

3．3．4 银杏叶提取物中总的自由基清除能力

3．4 结论

第四章 金纳米团簇用于过氧化氢和尿酸的检测

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验仪器

4．2．2 实验试剂

4．2．4 PVP-AuNPs的合成

4．2．5 尿酸的检测

4．2．6 血清中尿酸的检测

4．3 结果与讨论

4．3．1 CS-AuNCs的表征

4．3．2 PVP-AuNPs的表征

4．3．3 尿酸的检测原理

4．3．4 实验条件的优化

4．3．5 H2O2和尿酸的检测

4．3．6 检测尿酸的选择性

4．3．7 实际样品的检测

4．4 小结

结语

参考文献

攻读学位期间发表的相关论文

致谢

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