双金属金银纳米簇的制备及其在环境检测中的应用研究

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贵金属纳米簇由于其良好的生物相容性、荧光稳定性、发射可调性,被广泛应用于环境检测、生物医疗、化学分析等领域。其中,金银纳米簇(Au/Ag NCs)比金纳米簇等有更加优越的荧光性能和稳定性,从而在分析检测领域拥有更高的应用价值。本文我们合成了荧光性能良好的双金属金银纳米簇(BSA-Au/Ag NCs),并基于BSA-Au/Ag NCs的荧光性能构建铜离子(Cu2+)检测探针,碱性磷酸酶(ALP)监测平台和玉米赤霉烯酮(ZEN)荧光免疫分析方法,具体内容如下:(1)利用牛血清蛋白为保护剂和还原剂,优化金银前驱体的摩尔比例、合成反应时间、反应温度和反应pH,制备了含有丰富巯基基团的BSA-Au/Ag NCs,并对BSA-Au/Ag NCs进行了表征。(2)基于Cu2+类过氧化物酶的催化性能,构建了一种可检测Cu2+的比例型荧光探针。在该实验体系中,Cu2+可以催化无荧光的邻苯二胺(OPD),使其生成有荧光的(580 nm)氧化态邻苯二胺(DAP),同时由于BSA-Au/Ag NCs和DAP之间的内滤效应,BSA-Au/Ag NCs在690 nm处的荧光峰被淬灭。鉴于以上机理,我们构建了一种简单并且响应灵敏的比例型荧光探针,检测水中Cu2+浓度。在最优条件下,该Cu2+荧光探针的最低检测限为0.0637 nmol/L,灵敏度较高,可用于实际水样中Cu2+的检测。(3)基于抗坏血酸(AA)可以恢复被KMnO4淬灭的BSA-Au/Ag NCs的荧光的原理,构建了一种可监控ALP水平的“turn-on”型荧光探针。在该反应体系中,由于KMnO4对BSA-Au/Ag NCs中巯基的氧化,破坏了BSA-Au/Ag NCs蛋白保护层的结构,使其荧光淬灭。而ALP催化抗坏血酸2-磷酸(AAP)生成的AA可以还原被氧化的巯基,使得BSA-Au/Ag NCs蛋白保护层恢复,恢复荧光。根据以上机理,建立了一种简单快捷、选择性好的“turn-on”型荧光探针,监测水中ALP水平。在最佳实验条件下,该荧光探针的最低检测限为0.00076 U/L。此外,我们还基于该方案成功的制备了可视化的ALP检测试纸。(4)在辣根过氧化物酶(HRP)的存在下,H2O2可以氧化邻苯二胺(OPD)生成在580 nm处有荧光峰的氧化态邻苯二胺(DAP),同时,由于内滤效应的存在,BSA-Au/Ag NCs的荧光被淬灭。据此,识别免疫过程中特异性结合在抗体上的HRP,建立一种可检测ZEN的比例型荧光免疫分析方法,检测目标物--玉米赤霉烯酮。在最佳条件下,该荧光免疫分析方法的检测限为0.02188 ng/mL,半数抑制(I50)浓度为0.08383 ng/mL,荧光免疫的灵敏度相较于该酶联免疫提高了近4.5倍,用于环境中的ZEN样品的检测有良好的发展前景。
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