适配体和配体调控纳米银催化反应—共振瑞利散射和拉曼散射光谱法测定痕量钾离子和铵根离子

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共振瑞利散射(RRS)光谱法具有简便、快速、灵敏的特点,已经广泛的应用于药物、蛋白质以及环境分析中。表面增强拉曼散射光谱(SERS)不仅能够检测吸附到金属表面的单分子层和亚分子层的分子,还能将表面分子的结构信息给出,具有快速、灵敏、信息丰富、选择性高等特点,应用广泛。本文将银纳米粒子(AgNPs)催化、核酸适配体、配体等反应与RRS以及SERS光谱技术结合,建立了测定痕量钾离子、铵根离子的适配体纳米银催化RRS和SERS新方法。具体研究工作主要有以下几个方面:1.在室温条件下,H2O2和HAuC14反应以及葡萄糖和AgNO3反应较慢,而在加入纳米微粒后,纳米微粒具有催化作用,催化此反应得到红色粒径较大不规则的金纳米颗粒,在370nm处产生一个共振瑞利散射峰(RRS),维多利亚蓝4R(VB4r)分子探针分别在1616 cm-1处有一个较强的SERS峰。硼氢化钠还原法制备的纳米银(AgNP)催化剂的浓度在0.05~0.80μmol/L范围内,在I1616cm-1处增强值呈良好的线性关系。本文同时也对球形纳米银(AgNP)、三角形纳米银(AgNTs)、棒状纳米银(AgNR)纳米催化剂对H202-HAuCl4、葡萄糖-AgN03微粒反应的催化进行了研究。纳米银颗粒本身具有较强的纳米催化作用,在加入适配体后,纳米银颗粒被适配体包裹,可以有效的降低纳米银的催化作用,SERS/RRS信号较弱。以VB4r作为SERS探针,由于AgNP有较强的催化作用。AgNPs浓度在0.05-0.6μmol/L范围内与I1615cm-1降低值呈良好的线性关系。该适配体反应液中,Apt对纳米银催化H202还原HAuCl4生成金纳米粒子反应具有较强的抑制作用,其产物金纳米微粒在1615cm-1处有一较强的拉曼散射峰。随着Apt+浓度增大,催化作用减弱,导致体系在1615cm-1处的拉曼散射峰降低。Apt浓度在0.5~16nmol/L范围内与其拉曼散射峰降低值△I1615cm-1成线性。当溶液中存在K+时,由于适配体对钾离子的亲和力较强,因此K+与Apt形成Apt-K+结构,此后,Apt对AgNP的亲和力变弱,从而使AgNP从AgNP-Apt中析出并恢复了催化作用,对H202-HAuCl4/GLC-AGNO3反应催化生成的纳米金/银,分别在1615cm-1 1616cm-1处各有一个较强的拉曼峰。随着K+浓度的增加,体系在1615 cm-1 1616cm-1处拉曼峰线性增强,K+浓度在50-4500nmol/L范围内与SERS增强值ΔI1615cm-1呈良好的线性关系。据此,建立了一个灵敏、简便检测K+的适配体纳米金催化SERS和RRS新方法。2.纳米银颗粒本身具有较强的纳米催化作用,在加(C6H5)4BNa配体后,纳米银颗粒被(C6H5)4BNa配体包裹,可以有效的降低纳米银的催化作用,SERS/RRS信号较弱。以VBB作为SERS探针,由于AgNP有较强的催化作用。AgNPs浓度在0.05-0.6μmol/L范围内与I1615cm-1降低值呈良好的线性关系。该适配体反应液中,(C6H5)4BNa配体对纳米银催化H202还原HAuCl4生成金纳米粒子反应具有较强的抑制作用,其产物金纳米微粒在1616 cm-1处有一较强的拉曼散射峰。随着(C6H5)4BNa配体浓度增大,催化作用减弱,导致体系在1616 cm-1处的拉曼散射峰降低。配体浓度在0.25~2.25μmol/L范围内与其拉曼散射峰降低值△I1615。m-1成线性。当溶液中存在NH4+时,由于(C6H5)4BNa配体对钾离子的亲和力较强,因此NH4+与(C6H5)4BNa反应形成(C6H5)4BNH4结构,此后,(C6H5)4BNa配体对AgNP的亲和力变弱,从而使AgNP从(C6H5)4BNa配体中析出并恢复了催化作用,对H202-HAuCl4/GLC-AgN03反应催化生成的纳米金/银,分别在1615cm-1,1616cm-1处各有一个较强的拉曼峰。随着K+浓度的增加,体系在1615cm-1、1616 cm-1处拉曼峰线性增强,NH4+浓度在50-3500nmol/L范围内与SERS增强值ΔI1615。m-1呈良好的线性关系。据此,建立了一个灵敏、简便检测NH4+的配体调控纳米银催化SERS和RRS新方法。
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