以转铁蛋白为模板的/H+改性的金纳米团簇的制备及其多功能应用

论文摘要

具有超小尺寸的金纳米团簇（AuNCs）由几个至几百个金原子构成,由于具有长的荧光寿命和大的Stokes位移,低毒性和易于化学改性等优点,使其在环境污染物和生物样品检测、细胞成像和生物医学治疗等方面有着潜在的应用。本论文主要合成两种红色荧光金纳米团簇,一种以生物相容性好的转铁蛋白（Tf）为模板合成的金纳米团簇（AuNCs@Tf）;另一种以鸡蛋清蛋白保护的金纳米团簇（AuNCs@EW）为基础,制备了H+改性了的金纳米团簇（AuNCs@EW/H+）。分别用于离子检测,细胞成像,肿瘤细胞识别和信息加密/解密等应用。主要工作分为四个部分:1.在pH 12条件下,使用Tf作为还原剂和稳定剂,通过在微波反应器中反应1h合成了具有强烈红色荧光的AuNCs@Tf(λex=410 nm,λem=640 nm)。通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）,X射线光电子能谱仪（XPS）、马尔文粒度仪（DLS）、X-射线衍射仪（XRD）以及激光共聚焦显微镜（LSCM）等手段对AuNCs@Tf进行了相关的表征。表征结果显示AuNCs@Tf呈球形,平均尺寸分布在4-7 nm之间,具有面心立方结构（fcc）,在细胞内能与溶酶体共定位。2.鉴于AuNCs@Tf具有红色荧光,开发了一种Cu2+介导的ON-OFF-ON AuNCs@Tf开关。在Cu2+存在下,由于AuNCs@Tf-Cu2+复合物的形成,AuNCs@Tf的荧光被淬灭。而加入谷胱甘肽（GSH）可以恢复AuNCs@Tf-Cu2+复合物的荧光,这是由于GSH和Cu2+之间的强结合能力。基于这种机制,可以实现GSH的定量评估。更重要的是,由于肿瘤细胞相对于正常细胞的溶酶体环境中含有更丰富的内源性GSH,且AuNCs@Tf-Cu2+体系主要位于细胞内溶酶体环境,导致AuNCs@Tf-Cu2+体系可以点亮肿瘤细胞而不是正常细胞,从而成功应用于癌细胞识别,这意味着其在癌症诊断中具有潜在应用。此外,AuNCs@Tf也可以应用于Cu2+试纸和指纹等信息的加密/解密。3.通过微波辅助方法,在AuNCs@EW的基础上加入H+合成了具有强烈红色荧光的H+改性的金纳米团簇（AuNCs@EW/H+）。通过紫外光谱仪、荧光光谱仪、FTIR、TEM、DLS以及XRD等手段对AuNCs@EW/H+进行了表征。表征结果显示AuNCs@EW/H+在280 nm处有强烈的吸收,在固定激发波长380 nm时,最大荧光发射峰在640 nm,形状近似球形,有团聚现象,粒径大小在170-330 nm之间,Zeta电位约为20 mV,在宽的pH范围内具有很好的光稳定性。4.开发了AuNCs@EW/H+特异性识别阳离子Fe3+以及阴离子NO2-方面的应用,计算出Fe3+和NO2-的检测限分别为1.4 nM和2.83 nM。并将其应用于实际,检测了多种市场上销售的肉制品中NO2-的含量,为亚硝酸盐的检测提供了新方法。此外,AuNCs@EW/H+还可应用于细胞成像。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 金纳米团簇概述
•   1.2 金纳米团簇的合成
•     1.2.1 以小分子为模板合成AuNCs
•     1.2.2 以聚合物为模板合成AuNCs
•     1.2.3 以生物大分子为模板合成AuNCs
•   1.3 金纳米团簇的性质
•     1.3.1 光学性质
•     1.3.2 光谱可调谐
•     1.3.3 生物相容性
•   1.4 金纳米团簇的应用
•     1.4.1 离子的检测
•     1.4.2 生物分子的检测
•     1.4.3 生物成像和诊断治疗
•   1.5 本论文选题背景、研究内容及创新性
•     1.5.1 选题背景
•     1.5.2 研究内容
•     1.5.3 创新性
• 第二章 以转铁蛋白为模板的金纳米团簇的制备和表征
•   2.1 引言
•   2.2 实验部分
•     2.2.1 实验试剂
•     2.2.2 实验仪器
•     2.2.3 实验方法
•   2.3 结果和讨论
•     2.3.1 AuNCs@Tf的合成
•     2.3.2 AuNCs@Tf的光学特性
•     2.3.3 AuNCs@Tf的结构表征
•     2.3.4 AuNCs@Tf的形貌表征
•     2.3.5 AuNCs@Tf靶向溶酶体
•   2.4 结论
• 第三章 以转铁蛋白为模板的金纳米团簇的应用
•   3.1 引言
•   3.2 实验部分
•     3.2.1 选择性测量
• 2+试纸'>    3.2.2 Cu²⁺试纸
•     3.2.3 微波辅助合成AuNCs@Tf@VC
• 2+靶向溶酶体'>    3.2.4 AuNCs@Tf-Cu²⁺靶向溶酶体
•     3.2.5 通过内源性GSH识别癌细胞
•     3.2.6 加密/解密信息
•   3.3 结果和讨论
•     3.3.1 阳离子的选择性检测
•     3.3.2 荧光恢复和GSH的检测
•     3.3.3 癌细胞的识别
•     3.3.4 AuNCs@Tf在信息检测方面的应用
•   3.4 结论
• +改性的金纳米团簇的制备和表征'>第四章 H⁺改性的金纳米团簇的制备和表征
•   4.1 引言
•   4.2 实验部分
•     4.2.1 实验试剂和仪器
• +的制备'>    4.2.2 AuNCs@EW/H⁺的制备
•   4.3 结果和讨论
• +的合成'>    4.3.1 AuNCs@EW/H⁺的合成
• +的光学性质'>    4.3.2 AuNCs@EW/H⁺的光学性质
• +的结构表征'>    4.3.3 AuNCs@EW/H⁺的结构表征
• +的形貌表征'>    4.3.4 AuNCs@EW/H⁺的形貌表征
• +的pH稳定性'>    4.3.5 AuNCs@EW/H⁺的pH稳定性
•   4.4 结论
• +改性的金纳米团簇的应用'>第五章 H⁺改性的金纳米团簇的应用
•   5.1 引言
•   5.2 实验部分
•     5.2.1 离子选择性测量
• 2^-含量的检测'>    5.2.2 食品中NO₂^-含量的检测
• +的细胞成像'>    5.2.3 AuNCs@EW/H⁺的细胞成像
•   5.3 结果和讨论
•     5.3.1 阳离子选择性检测
•     5.3.2 阴离子选择性检测
• 2^-含量的检测'>    5.3.3 食品中NO₂^-含量的检测
• +的活细胞成像'>    5.3.4 AuNCs@EW/H⁺的活细胞成像
•   5.4 结论
• 第六章 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵鹤妙

导师: 李英奇

关键词: 转铁蛋白保护的金纳米团簇,和传感,肿瘤细胞识别,改性的金纳米团簇,和检测

来源: 山西大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,化学,材料科学

单位: 山西大学

分类号: Q55;TB383.1;O614.123

DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.001021

总页数: 89

文件大小: 9575K

下载量: 58