CuS纳米粒子阳离子交换反应及荧光铜在传感分析中的应用

摘要

以DNA为模板的荧光纳米材料具有良好的分子组装识别能力、独特的纳米尺寸以及优良的生物相容性等优点，是近年来化学领域的研究热点之一，已被广泛应用在各个领域中。研究表明，poly T可以作为合成荧光铜纳米粒子的模板，且合成速度快，反应条件温和，因此被广泛的应用于生物传感器中。
　　金属离子制备的纳米粒子通常具有相对较大的比表面积，在不需要酶或者其他催化剂的条件下，室温下就可以进行阳离子交换反应，且反应迅速，短时间内就能释放出大量的金属阳离子。本课题利用CuS纳米粒子与AgNO3反应，置换出大量的Cu2+，释放出的Cu2+与poly T在还原剂抗坏血酸钠的存在下能够被快速的还原形成荧光铜纳米粒子，在340 nm的激发下，可以在625 nm处检测到荧光信号。
　　1.本实验中，乙酰胆碱酯酶能够水解硫代乙酰胆碱生成硫代胆碱。生成的硫代胆碱的分子结构中含有一个巯基，它能与Cu2+结合在一起，生成一种复合物，对荧光铜纳米粒子的形成有抑制作用。当加入乙酰胆碱酯酶抑制剂时，乙酰胆碱酯酶的活性被抑制，它不能水解硫代乙酰胆碱生成硫代胆碱，荧光铜纳米粒子的形成不再受其抑制。利用这个特性，设计一个选择性好、操作简便的实验方法来检测乙酰胆碱酯酶的活性及其抑制剂。实验结果表明，当待测物乙酰胆碱酯酶的浓度在0.05~6.0 U·L-1的范围内时，乙酰胆碱酯酶的浓度与体系的荧光强度呈良好的线性关系。
　　2.本实验中，将Exo III循环反应与阳离子交换技术相结合，设计合成一个信号探针，将信号探针引入到实验反应中，经过一系列的循环反应后，将实验信号转换成荧光铜纳米粒子的荧光信号，从而实现对DNA的检测。实验结果表明，当目标DNA的浓度在1.0×10-9~1.0×10-6 M的范围内时，目标DNA浓度的对数与体系的荧光强度呈良好的线性关系。该实验方法的选择性好、特异性强，对实际样品的检测也具有良好的实用性。
　　3.将Exo III串联循环放大反应与阳离子交换技术相结合，在上一章实验的基础上，加入循环II，重新设计了一个新的用于检测DNA的生物传感器。循环II的引入，使得通过阳离子交换反应产生的Cu2+的量大大增多，实现了信号放大，最后利用荧光铜纳米粒子的荧光特性进行检测，检测出的目标DNA的浓度范围比之前实验检测出的范围更宽，实验的灵敏度得到了提高。实验结果表明，当目标DNA的浓度在1.0×10-11~1.0×10-6 M的范围内时，目标DNA浓度的对数与荧光强度呈良好的线性关系。

目录

前言

第一章 文献综述

1.1 荧光及描述荧光性质的参数

1.2 生物传感器概述

1.3 纳米材料及其应用

1.4 荧光铜纳米粒子的研究现状及其应用

1.5 本论文的研究意义与主要内容

第二章 基于荧光铜纳米粒子检测乙酰胆碱酯酶的活性及其抑制剂的筛选

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 基于Exo III循环反应与荧光铜纳米粒子荧光检测DNA

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 基于Exo III串联循环放大反应与荧光铜纳米粒子荧光检测DNA

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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