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金纳米棒(GNR)因其各向异性结构和独特的光谱特征而倍受研究者青睐,得到飞速的发展,广泛应用于金属离子和氨基酸检测、免疫分析、癌细胞成像和光热治疗以及纳米材料组装等领域。但是基于金纳米棒的纵向表面等离子共振(LongitudinalSurfacePlasmonResonance,LSPR)的应用尤其是在DNA分析方面的应用研究还较少。 病毒性感染性腹泻是一个古老而常见的疾病,广泛存在并流行于世界各地,其流行面广,发病率高,是危害人民身体健康的重要疾病。每年因感染性腹泻病毒引起的发病数为7.5-10亿。为此,本研究计划利用金纳米棒的特殊物理化学性质来研究检测感染性腹泻病毒的新方法。本文制备了粒径均匀、产量高、重现性好的金纳米棒,在此基础上进一步研究了金纳米棒的的LSPR应用范围。具体研究内容包括以下三个方面: 一、金纳米棒的制备。利用种子生长法,体系中十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethylammoniumbromide,CTAB)的稳定,通过改变表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(BenzyldimethylhexadecylammoniumChloride,BDAC)的浓度获得BDAC/CTAB的不同比例,制备了八种不同长径比(aspectratio,AR)的金纳米棒,它们具有不同位置的纵向表面等离子共振峰,其横向SPR峰位于520nm处,最小LSPR峰约位于650nm处,最大LSPR峰位于1,050nm处。 二、以四种常见感染性腹泻病毒相关的特异性DNA序列为研究目标,研究一种免标记、一步法的DNA传感技术。在金纳米棒和非标记探针DNA的混合盐溶液中加入靶标DNA后检测,发现金纳米棒的LSPR峰会发生一定的“蓝移”,LSPR峰的蓝移平均为10nm,最大位移将近50nm,并伴有明显的吸光度下降,最大下降值将近0.3;且研究发现该体系检测下限为纳摩尔水平。因此,在高离子强度环境中,表面带正电荷的金纳米棒具备作为核酸分子检测平台的潜力。 三、金纳米棒具有特殊的理化性质,对其表面进行化学修饰后可进行更好的应用。利用相转化的方法,首先将金纳米棒表面的CTAB双分子层用十二硫醇(DDT)取代,生成GNR-DDT,然后再将金纳米棒表面的DDT用巯基烷酸(MCA)取代,生成GNR-MCA。GNR-MCA在溶液中稳定存在,不发生凝聚且形状也保持不变。电泳检测向正极移动并得到一条窄带,说明金纳米棒的表面的正电荷CTAB双分子层已被MCA完全取代,表面电荷分布均匀。GNR—MCA与蛋白质、DNA通过配位键结合后可进行疾病检测、光热治疗和免疫分析。