明胶稳定的银纳米粒子的绿色制备及其应用

摘要

银纳米材料由于尺寸小、比表面积大，具有独特的光、电、磁、热、抗菌等性能，在化学检测、生物成像以及抗菌制剂等方面都有广泛的应用。但是，单独银纳米粒子之间容易发生聚集使它的物理化学性质难以控制，因此，必须选用合适的稳定剂和制备方法制备性能稳定的银纳米材料。本论文选用天然高分子明胶为稳定剂，通过刻蚀法、化学还原法等在水相中合成了几种稳定的银纳米材料，并对这几种银纳米材料进行了相应的结构表征，并研究了它们在重金属离子检测和抗菌性能的应用。
　　本文的主要研究内容分为以下两个部分:
　　(1)以明胶为高分子支架，还原型硫辛酸为刻蚀剂，利用水相刻蚀法成功合成了高稳定性、高量子效率(3.5％)、平均粒径为1.5 nm的绿色荧光银纳米簇(AgNCs(E))。利用紫外-可见吸收光谱以及荧光光谱监测了AgNCs(E)形成过程。通过其合成条件的研究发现，其合成的最佳pH值为3.5，银离子与刻蚀剂最佳物料比为1∶2。AgNCs(E)在pH3-10的缓冲溶液中具有良好的稳定性，并且4℃下贮存4个月后荧光强度仅下降12.8％。AgNCs(E)对汞离子的检测具有高选择性和灵敏度，检测限为4nM。除此外，还利用明胶-硫辛酸共价结合物为模板成功合成了红色荧光银纳米簇(AgNCs(R))，这种荧光银纳米簇也具有较好的稳定性。
　　(2)利用Maillard反应合成的明胶-葡聚糖共价结合物(bG-D70conj)为稳定剂，以NaBH4和葡聚糖为还原剂成功合成了银纳米粒子(AgNPs(1))。对比明胶-葡聚糖共价结合物(bG-D70conj)为稳定剂和葡聚糖为还原剂合成的银纳米粒子(AgNPs(2))、明胶为稳定剂和葡聚糖为还原剂合成的银纳米粒子(AgNPs(3))，发现bG-D70conj作为稳定剂大大提高了AgNPs的稳定性。透射电镜结果显示AgNPs(1)呈球形，粒径大小均匀，平均粒径为20.4 nm。抗菌性能实验显示AgNPs(1)对革兰氏阴性菌大肠杆菌具有良好的抗菌性质，最低抑菌浓度为1.5μg/L。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 荧光银纳米簇

1．2．1 银纳米簇的荧光特性

1．2．2 荧光银纳米簇的合成

1．2．3 配体对于荧光金属纳米簇的影响

1．2．4 荧光金属纳米簇在生物检测、生物成像中的应用

1．3 抗菌银纳米粒子

1．3．1 银纳米粒子的合成

1．3．2 银纳米粒子的抗菌机制

1．4 明胶概述

1．5 硫辛酸概述

1．6 葡聚糖概述

1．7 本论文的研究背景、意义及主要内容

2 荧光银纳米簇的制备及其应用

2．1 引言

2．2 主要仪器与试剂

2．3 实验方法

2．3．1 刻蚀法制备荧光银纳米簇

2．3．2 光谱实验方法

2．3．3 性质表征

2．3．4 还原法制备荧光银纳米簇

2．4 结果与讨论

2．4．1 荧光银纳米簇的光谱分析

2．3．2 荧光银纳米簇的分离

2．4．3 荧光银纳米簇的性质表征

2．4．4 不同激发波长下的荧光光谱

2．4．5 合成条件实验

2．4．6 荧光银纳米簇对汞离子的检测

2．4．7 其他模板合成的荧光银纳米簇

2．5 小结

3 明胶-葡聚糖共价结合物稳定的银纳米粒子的制备及抗菌应用

3．1 引言

3．2 主要试剂与仪器

3．3 实验方法

3．3．1 明胶-葡聚糖共价结合物的制备

3．3．2 OPA法定量表征共价结合物

3．3．3 抗菌性银纳米粒子的制备

3．3．4 银纳米粒子抗菌性实验

3．4 结果与讨论

3．4．1 OPA法定量分析结果

3．4．2 紫外-可见吸收光谱分析

3．4．3 纳米银凝胶溶液动态光散射(DLS)测定结果分析

3．4．4 透射电子显微镜TEM测试结果分析

3．4．5 最适宜pH值的探索结果分析

3．4．6 最低抑菌浓度的测定结果分析

3．5 小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表学术论文目录

致谢