表面活性剂功能化金纳米棒在生物识别中的应用及其自组装行为研究

摘要

金纳米棒作为一种特殊结构的金纳米颗粒，拥有独特的局部表面等离子体共振特性。最常用的金纳米棒合成方法为阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂和稳定剂的种子诱导生长法。然而CTAB功能化的金纳米棒具有一定的生物毒性，且稳定性和选择性差，很难应用于生物体系研究或实际临床检测。因此需要进一步对其进行表面功能化。本文主要利用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂分别对金纳米棒进行表面修饰，研究其对金纳米棒的稳定性及分散性等性质的影响，拓展其在生物小分子分析检测中的应用，并进行金纳米棒自组装行为研究。主要研究内容如下:
　　(1)研究了非离子含氟表面活性剂(FSN)对金纳米棒在生物小分子检测中的重要作用。研究发现FSN功能化的金纳米棒不仅具有很好的稳定性、抗盐性、抗酸碱性和生物相容性，同时FSN能够在金纳米棒表面产生空间位阻效应，屏蔽其他含硫化合物的干扰，通过金-硫键作用力实现对生物硫化氢的高选择性、高灵敏度的检测，最低检出限为0.2μM。同时利用这一比色传感体系评估一种硫化氢合成酶胱硫醚-β-合成酶的活性，并将该方法应用于人和小鼠血清样品中生物硫化氢含量的实际检测。
　　(2)研究了不同阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂CTAB功能化金纳米棒的之间的相互作用以及对金纳米棒分散性的影响。发现由于阴阳离子表面活性剂之间的疏水作用和静电作用，金纳米棒会随着阴离子表面活性剂添加浓度的改变产生不同程度的聚集和分散效果，同时混合时间的增长也会引起金纳米棒的聚集。通过控制阴离子表面活性剂浓度和反应混合时间，可以利用十二烷基磺酸钠(SDS)得到一种新型、分散性好、表面带负电的阴离子表面活性剂功能化金纳米棒。此外，合成阴离子表面活性剂TPE-SDS，利用其特殊结构和静电作用，改变了半胱氨酸诱导金纳米棒的自组装行为。不但提升了自组装速率，同时形成了新型的金纳米棒网状自组装结构。

目录

声明

摘要

缩写对照

第一章 绪论

1．1 金纳米棒的制备

1．1．1 自下而上合成方法

1．1．2 自上而下合成方法

1．2 金纳米棒的光学特性

1．3 金纳米棒的形貌调控

1．4 金纳米棒的表面修饰及功能化

1．5 表面活性剂在金纳米棒中的作用

1．6 金纳米棒的自组装

1．6．1 溶剂蒸发诱导自组装

1．6．2 化学驱动力诱导自组装

1．6．3 聚合物诱导自组装

1．6．4 生物分子诱导自组装

1．7 金纳米棒在生物医学中的应用

1．7．1 金纳米棒用于生物传感

1．7．2 金纳米棒用于生物成像

1．7．3 金纳米棒用于肿瘤光热治疗

1．8 本课题的提出

第二章 非离子含氟表面活性剂功能化金纳米棒特异性检测生物流体中硫化氢

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和溶液

2．2．2 设备和仪器

2．2．3 制备CTAB功能化金纳米棒

2．2．4 制备FSN功能化金纳米棒

2．2．5 灵敏度和选择性分析

2．2．6 检测胱硫醚-β-合成酶(CBS)在抑制剂作用下硫化氢的产生量

2．2．7 人和小鼠血清样品分析

2．3 结果和讨论

2．3．1 FSN功能化金纳米棒的合成及性质

2．3．2 硫化氢导致FSN功能化金纳米棒聚集

2．3．3 FSN功能化金纳米棒探针检测硫化氢

2．3．4 酶活性的评估

2．3．5 人和小鼠血清中生物硫化氢检测

2．4 小结

第三章 阴离子表面活性剂功能化金纳米棒的分散性及自组装行为研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和溶液

3．2．2 设备和仪器

2．2．3 制备CTAB功能化金纳米棒

2．2．4 半胱氨酸诱导金纳米棒首尾相接自组装

2．2．5 合成TPE-SDS阴离子表面活性剂

3．3 结果和讨论

3．3．1 TPE-SDS表面活性剂的合成及其性质

3．3．2 阴阳离子表面活性剂混合胶束的形成

3．3．3 阴离子表面活性剂对金纳米棒的聚集和分散的影响

3．3．4 阴离子表面活性剂对金纳米棒自组装行为的影响

3．4 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

科研成果

作者和导师介绍