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1、生物催化金纳米颗粒生长用于构建过氧化氢和胆固醇生物传感器
利用过氧化氢能催化金纳米颗粒(Au-NPs)生长这一现象来构建了过氧化氢(H2O2)和胆固醇传感器。首先利用Au-NPs生长后引起的紫外—可见吸收光谱中530nm附近吸光度的增加构建了光学H2O2传感器,对H2O2的检测限为5×10-6M,线性测定范围为5×10-6~2.5×10-4M。然后,在体系中添加胆固醇氧化酶(ChOx)构建了胆固醇光学传感器,检测胆固醇浓度的线性范围为5×10-6~1×10-4 M。同时,利用电极表面Au-NPs生长后会阻碍溶液离子与电极间的界面电子传递,从而表现为循环伏安图中峰电流下降的特性,研制了Au/cysteamine/Au-NPs修饰电极并实现了对H2O2和胆固醇的电化学分析检测,该电化学传感器对H2O2和胆固醇的线性测定范围分别为1×10-7-4×10-5 M和1×10-5-1×10-4M。此外,作者将ChOx修饰到电极表面构建了Au/cysteamine/Au-NPs/ChOx酶修饰电极,在胆固醇的检测中显示出突出的优势,检测下限达到5×10-9 M,检测的线性范围在7.5×10-8~1×10-6 M和1×10-6~5×10-5 M。
2、基于金纳米颗粒生长的黄酮类化合物的检测和抗氧化活性分析
黄酮类化合物以及含有黄酮类化合物的植物提取物均能催化溶液中或修饰于电极表面的Au-NPs的生长,从而利用光谱法或电化学法实现对该类物质的检测和表征。由此建立的光谱法检测槲皮素、大豆甙元和葛根素这三种黄酮类化合物时的检测限分别为1×10-5M、8×10-5M和1×10-5M,而电化学法对此三种化合物的检测限分别达到了1×10-9 M、1×10-8M和5×10-8 M。此外,电化学法在反应条件、抗干扰能力等方面均优于光谱法。这两种方法中吸光度和峰电流两个指标的改变均与样品的抗氧化能力之间存在直接的对应关系,作者因此进一步采用这两种方法考察了三种黄酮类化合物的抗氧化能力,实验结果与三种化合物的结构及文献报道都相符合。同时,作者采用这些方法对两种天然植物提取物的抗氧化能力进行了评估。
3、二氧化钛纳米管表面金纳米颗粒的组装及其对血红蛋白电化学性质的影响
利用带双功能基团的有机硅烷作为偶联剂,组装了将Au-NPs均匀分布在TiO2纳米管外表面所形成的Au-TiO2复合纳米材料。对此复合材料用TEM、紫外.可见光谱、红外光谱等多种方法进行了表征,结果表明,Au-NPs紧密地自组装在TiO2纳米管的表面。利用此复合材料和血红蛋白(Hb)共修饰玻碳电极,在循环伏安图中得到了Hb的直接电化学响应。在往溶液中加入H2O2后,Hb表现出良好的电催化行为。
4、利用适体修饰金纳米颗粒检测血小板衍生生长因子
利用适体(aptamer)与蛋白质的特异性结合,采用适体修饰的Au-NPs对血小板衍生生长因子(PDGF-BB)进行了检测分析。在中低浓度的PDGF-BB存在时,PDGF-BB能够充当桥连分子促使适体修饰的Au-NPs发生聚集,此过程伴随着紫外-可见吸收光谱中Au-NPs特征性吸收峰的红移和峰强度的下降,利用这一性质可以采用光谱法对PDGF-BB含量进行检测,检测限达到纳摩尔级。而在高浓度的PDGF-BB存在时,由于适体修饰的Au-NPs表面被PDGF-BB所饱和,Au-NPs处于分散状态而不发生聚集。