基于贵金属纳米粒子尺寸依赖性的光学传感研究

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近年来,贵金属纳米粒子由于其独特的理化性质而得到广泛的研究和应用。其中,对贵金属纳米粒子光学性质的大量研究,推动了各种生物传感器的发展。贵金属纳米粒子的光学响应直接反映了它们的电子结构,这在很大程度上取决于纳米粒子的大小、形状和周围的介质。贵金属纳米粒子的尺寸依赖特性在不同领域引发了很多兴趣,例如纳米光子学、生物医学和生物传感。因此,对尺寸相关的光学性能进行研究是很有意义的,然而,系统地研究不同尺寸的纳米粒子如何影响传感性能的研究较少。论文第一章研究了基于小粒径金纳米粒子(Au NPs)的聚集检测多巴胺的比色传感研究。在这项研究中,首先合成不同粒径(5、15和40 nm)的Au NPs,研究了存在和不存在Cu2+时由DA诱导的Au NPs的尺寸依赖性聚集行为。结果表明,相邻的多巴胺分子中的羟基通过分子间氢键有效诱导5 nm Au NPs聚集,从而导致溶液颜色从橙红色变为紫色。该方法测定DA的线性范围为0.02-0.7μM,检测限为3.3 μM(3σ/斜率),最终成功应用于人体血液样品中DA的测定。论文第二章开发了一种信号增强型荧光探针,该探针通过使用牛血清白蛋白封端的银纳米簇(BSA-Ag30NC)来检测过氧化氢(H2O2)和有机磷农药(OPs)。首先研究了不同银原子个数对BSA-Ag NCs的荧光性质的影响,其中BSA-Ag30NCs的荧光强度相对较弱,在635 nm处显示红色发射。BSA-Ag30NCs通过H2O2的蚀刻形成较小的纳米团簇,从而增强其荧光强度。在最佳实验条件下,H2O2在5-200μM的浓度范围呈现良好的线性关系。最后,通过酶促反应将其应用到有机磷农药的测定,结果同样让人满意。
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