论文部分内容阅读
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。本文将金纳米粒子（AuNP）、核酸适配体、纳米催化等反应与RRS以及SERS光谱技术结合,建立了测定痕量汞、砷、铅的适配体纳米金催化RRS和SERS新方法。具体研究工作主要有以下几个方面:1.在0.67mmol/LHCl介质中及60℃条件下,H202和HAuCl4反应较慢,纳米微粒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B（VBB）、罗丹明S（RhS）分子探针分别在1612 cm-1和1645 cm-1处有一个较强的SERS峰。硼氢化钠还原法制备的纳米金（AuNPB）催化剂的浓度在0.038-76ng/mL、19-285ng/mL、3.8-456ng/mL范围内与I3 70nm、I1612 cm-1和I1645cm-1增强值呈良好的线性关系。本文同时也对金纳米棒（AuNR）、纳米银（AgNP）、纳米铂（PtNP）、纳米钯（PdNP）催化剂对H202-HAuCl4、葡萄糖-HAuC14、盐酸羟胺-HAuCl4、AgNO3-H2O2微粒反应的催化进行了研究。在pH 7.0的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲液中和0.1mol/L NaCl存在时,巯基修饰的DNA与柠檬酸三钠法制备的纳米金（AuNPc）作用形成稳定分散的AuNPc-DNA结合物,可以有效的阻止盐诱导的团聚,RRS信号较弱。当溶液中存在Hg（Ⅱ）时,DNA与Hg（Ⅱ）形成T-Hg-T结构,DNA变成发夹结构对AuNPc的亲和力变弱,从而使AuNPc从AuNPc-DNA中析出并聚集形成较大微粒,聚集体在370nm处有一个较强的共振瑞利散射峰。随着Hg（Ⅱ）浓度的增加,体系在370nm处共振瑞利散射峰线性增强。Hg（Ⅱ）浓度在8.3-66.7nmol/L范围内与RRS增强值ΔI370nm呈良好的线性关系;该适配体反应液中的AuNPc-DNA探针对H2O2还原HAuC14生成金纳米粒子这一慢反应具有较强的催化作用,其产物金纳米微粒在370nm处有一较强的共振瑞利散射峰。随着Hg（Ⅱ）浓度增大,催化作用减弱,导致体系在370nm处的共振瑞利散射峰降低。Hg（Ⅱ）浓度在0.8-30nmol/L范围内与其共振瑞利散射峰降低值△I370nm 成线性。分别以 VBB 和 RhS 作为 SERS 探针,Hg（Ⅱ）浓度在 17-250,17-167nmol/L范围内与I1612 cm-1和I1645 cm-1降低值呈良好的线性关系。据此,建立了一个灵敏、简便检测Hg（Ⅱ）的适配体纳米金催化RRS和SERS新方法。2.用DNA修饰AuNP制备Au-DNA探针。在pH 8.0 HEPES缓冲溶液中及50mmol/L NaCl存在下,罗丹明6G（Rh6G）分子探针在Au-DNA溶胶基底中于1358 cm-1处产生一个较强的表面增强拉曼散射（SERS）峰。当加入As（Ⅲ）后,As（Ⅲ）与Au-DNA探针中的DNA形成稳定的As-DNA复合物并释放出AuNP,在NaCl作用下AuNP形成紧密的聚集体。随着As（Ⅲ）浓度的增大,Au-DNA探针置换出来的聚集体越多,导致1358 cm-1处的SERS峰线性降低。在选定条件下,As（Ⅲ）在0.288?23.04ng/mL浓度范围内与1358 cm-1处SERS峰强度的降低值呈良好线性关系,LOD为0.1 ng/mL。该适配体反应液中的Au-DNA探针对H2O2还原HAuCl4生成金纳米粒子这一慢反应具有较强的催化作用,维多利亚4R（VB4R）在其催化反应产物金纳米微粒（AuNP）溶胶基底中于1612cm-1处产生一个较强的表面增强拉曼散射（SERS）峰。随着As（Ⅲ）浓度增大,Au-DNA探针置换出来的NGAs越多,催化作用减弱,在选定条件下,As（Ⅲ）在0.15-2.611ng/mL浓度范围内与1612 cm-1处SERS峰强度的降低值呈良好线性关系,检出限（LOD）为0.017ng/mL。3.在pH 8.0的Tris-HCl缓冲液及6.7mmol/LNaCl存在时,DNA催化酶链与酶作用物链进行杂交形成双链DNA,AuNPc发生聚集,RRS信号较强。在Pb（Ⅱ）的存在下,Pb（Ⅱ）可以激活DNA酶链使酶作用物分解成两个DNA片段,DNA片段与AuNPc作用形成稳定分散的AuNPc-DNA结合物。随着Pb（Ⅱ）浓度的增加,形成稳定分散的AuNPc-DNA结合物增多,该适配体反应液中的AuNPc-DNA探针对H2O2还原HAuCl4生成金纳米粒子这一慢反应具有较强的催化作用,随着Pb（Ⅱ）浓度增大,体系在370nm处的共振瑞利散射峰增加。Pb（Ⅱ）浓度在16.7-666.7nmol/L范围内与其共振瑞利散射峰降低值△I370nm成线性。分别以VBB和RhS做为SERS分子探针Pb（Ⅱ）浓度在50-500 nmol/L范围内与I1612 cm-1和I1645 cm-1增强值呈良好的线性关系。据此,建立了两个灵敏、简便检测Pb（Ⅱ）的适配体纳米金催化共振瑞利散射光谱和表面增强拉曼光谱新方法。