基于金纳米粒子团聚及荧光共振能量转移的三聚氰胺检测

摘要

三聚氰胺是一种工业粘合剂,由于其富含氮而被不法商贩非法添加到食品中,引发了多起人和宠物中毒致病致死事件。目前,三聚氰胺的检测方法主要包括高效液相色谱法,液相色谱质谱连用法,气相色谱质谱连用法等。这些方法大多需要昂贵的设备,耗时长,某些方法的灵敏度低。因此,建立食品中三聚氰胺快速、灵敏、廉价的检测方法十分必要。根据三聚氰酸与三聚氰胺的特异性氢键结合特性,本文发展了基于纳米粒子的三聚氰胺快速检测新方法。
　　 本文首先制备胶体金纳米粒子并对其进行表面修饰。通过柠檬酸钠还原法制备金纳米粒子,并通过高分辨电镜(HRTEM),紫外可见分光光度计对金纳米粒子进行了表征。接着,采用常规有机合成技术,制备了含巯基的三聚氰酸,即1-(2-巯乙基)-1,3,5-三嗪酮-2,4,6-三酮(MTT)。通过巯基配体交换法在金纳米粒子表面修饰MTT,并将其应用于三聚氰胺的检测,在MTT修饰的金纳米粒子溶液中加入三聚氰胺,通过观察溶液的颜色变化实现快速检测三聚氰胺,考察了时间和三聚氰胺浓度对团聚反应的影响。为了进一步对三聚氰胺进行定量检测,发展了基于荧光共振能量转移体系(FRET)三聚氰胺检测的方法,以FITC与三聚氰胺连接作为荧光发射基团,以MTT修饰的金纳米粒子作为荧光淬灭剂,通过三聚氰胺与MTT的氢键结合实现荧光淬灭,体系中加入的三聚氰胺可与MTT修饰金纳米粒子结合,从而引起荧光恢复。通过荧光恢复量实现对三聚氰胺定量检测。为了进一步实现对金纳米粒子淬灭机理的研究,通过巯基水相法制备碲化镉量子点。分别考察了反应时间、稳定剂等对量子点制备的影响,采用紫外可见分光光度计、荧光分光光度计、HRTEM等手段对量子点进行了表征。最后,将量子点代替FITC作为荧光供体,MTT修饰的金纳米粒子作为荧光受体,构建新型的荧光共振转移体系,以应用于三聚氰胺的检测并考察其机理。
　　 综上所述,本文在成功制备碲化镉量子点和金纳米粒子的基础上,发展了三种基于纳米粒子的三聚氰胺的检测方法,一是基于三聚氰胺与MTT修饰金纳米粒子的团聚反应,通过紫外可见分光光度计考察了这种方法与时间浓度的相关性。二是构建了新型的基于MTT修饰的金纳米粒子与结合三聚氰胺的FITC的荧光共振能量转移体系,具有实现三聚氰胺的快速、定量检测可能。三是构建了新型的三聚氰胺修饰的量子点,MTT修饰的金纳米粒子的荧光共振能量转移体系,为进一步研究金纳米粒子的荧光淬灭机理提供模型。基于纳米粒子的三聚氰胺检测方法为快速、灵敏、实时的食品检测提供新的可能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 三聚氰胺

1.1.1 三聚氰胺的概念

1.1.2 三聚氰胺的毒性

1.1.3 三聚氰胺的检测方法

1.2 金纳米粒子

1.2.1 金纳米粒子的制备及组装

1.2.2 金纳米粒子的性质

1.2.3 金纳米粒子的应用

1.3 量子点

1.3.1 量子点的定义

1.3.2 量子点的光学特性

1.3.3 量子点的制备

1.3.4 量子点的应用

1.4 论文研究目标和内容

第二章 实验部分

2.1 实验仪器、原料和试剂

2.1.1 仪器

2.1.2 试剂

2.1.3 材料及其他

2.2 溶液配制

2.3 金纳米粒子的制备及表面修饰

2.3.1 金纳米粒子制备条件的考察

2.3.2 金纳米粒子的表征

2.3.3 MTT的制备

2.3.4 MTT的表征

2.3.5 MTT修饰金纳米粒子

2.4 基于金纳米粒子团聚的三聚氰胺检测

2.4.1 不同浓度三聚氰胺的影响

2.4.2 不同反应时间的影响

2.5 基于FITC与金纳米粒子FRET体系的三聚氰胺检测

2.5.1 FITC与三聚氰胺反应

2.5.2 FITC-Melamine纯化

2.5.3 基于金纳米粒子与FITC荧光淬灭体系的构建

2.5.4.金纳米粒子与FITC荧光淬灭体系检测三聚氰胺

2.6 水溶性CdTe量子点的制备及表征

2.6.1 量子点的制备

2.6.2 制备条件的考察

2.6.3 CdTe量子点的纯化

2.6.4 水溶性CdTe量子点的表征

2.7 基于量子点与金纳米粒子FRET体系的三聚氰胺检测

2.7.1 量子点的表面修饰

2.7.2 三聚氰胺修饰量子点的纯化

2.7.3 基于量子点与金纳米粒子荧光淬灭体系的构建

第三章 金纳米粒子的制备及表面修饰

引言

3.1 金纳米粒子制备

3.1.1 试剂混合顺序对金纳米粒子的影响

3.2 金纳米粒子的表征

3.3 MTT的制备及表征

3.3.1 MTT的制备

3.3.2 HPLC检测MTT

3.3.3 H-NMR表征

3.4 金纳米粒子的表面修饰

3.4.1 不同量的MTT对金纳米粒子稳定性的影响

3.4.2 MTT与金纳米粒子结合量的考察

3.5 小结

第四章 基于金纳米粒子团聚的三聚氰胺检测

引言

4.1 基于金纳米粒子团聚的三聚氰胺检测

4.2 不同浓度三聚氰胺对金纳米粒子团聚的影响

4.3 不同时间对金纳米粒子团聚的影响

4.4 小结

第五章 基于金纳米粒子与FTTC的FRET体系的三聚氰胺检测

5.1 三聚氰胺修饰FITC的合成

5.1.1 FITC-Melamine的纯化

5.2 金纳米粒子和FITC光谱考察

5.3 FRET体系检测三聚氰胺

5.3.1 不同量MTT 修饰金纳米粒子淬灭性能的考察

5.3.2 FRET体系在三聚氰胺检测中的应用

5.4 小结

第六章 量子点的制备及表征

引言

6.1 CdTe量子点的制备

6.1.2 不同稳定剂对量子点的影响

6.1.1 不同反应时间对量子点的影响

6.2 量子点的表征

6.2.1 HRTEM

6.3 小结

第七章 基于金纳米粒子与量子点FRET体系的三聚氰胺的检测

引言

7.1 量子点表面修饰

7.2 量子点与金纳米粒子荧光共振能量转移体系的构建

7.3 小结

第八章 结论与展望

8.1 全文结论

8.1.1 金纳米粒子的制备及表面修饰

8.1.2 金纳米粒子比色法在三聚氰胺检测中的应用

8.1.3 基于金纳米粒子与FITC的FRET体系检测三聚氰胺

8.1.4 量子点的制备及条件考察

8.1.5 纳米粒子FRET法三聚氰胺检测中的应用

8.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢