基于金/银纳米材料刻蚀的可视化传感策略

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可视化传感具有操作简单、成本低、实用性好等显著优点,在体外检测、环境监测、食品检测等领域受到了越来越多的关注,引起了广大研究者的广泛研究。传统基于有机染料分子的可视化传感方法存在颜色变化单一,灵敏度不高等缺点,大大限制了可视化传感的进一步应用,因此开发更加准确、快速的可视化传感方法成为当前可视化传感研究的一个热点问题。基于此,本文结合贵金属纳米材料独特的光学性质,发展了基于金/银纳米材料刻蚀策略的多彩可视化传感器,并成功的应用于有机小分子和生物小分子的分析检测中,主要研究内容如下:1.运用种子生长法成功制备了形貌均一的金纳米棒(AuNRs),利用刻蚀策略调控了AuNRs的形貌变化,实现了基于AuNRs表面化学的无机焦磷酸酶(PPase)多彩可视化传感。PPase可以水解三价铁和无机焦磷酸根络合物(Fe3+-PPi)并释放出三价铁离子(Fe3+),释放的Fe3+随后与碘负离子(I-)反应,生成碘单质(I2)。生产的I2进一步刻蚀AuNRs,导致AuNRs的纵向局域等离子体吸收带(LSPR)蓝移,并产生多彩的颜色信号变化。在最优条件下,得到的多彩颜色变化与PPase的浓度呈现良好的线性关系,线性范围为1.5-9.0 U/L,检测限为0.8 U/L。我们的方法不仅突破了传统可视化传感器低的颜色分辨率和单一的颜色变化限制,还拓宽了基于AuNRs蚀刻策略的多彩可视化传感的应用。2.以银纳米片(AgNPRs)为可视化传感基底材料,通过刻蚀策略调控了AgNPRs的光学特性,实现了偶氮二甲酰胺(ADA)直接、快速的可视化检测。L-半胱氨酸(L-Cys)通过Ag-S修饰到AgNPRs的表面起到保护AgNPRs作用,免受碘负离子(I-)的刻蚀,而目标物偶氮二甲酰胺(ADA)可以和L-Cys的发生氧化反应,生成含有双硫键的胱氨酸从银纳米片的表面脱落,反应体系中的I-刻蚀银纳米片,导致银纳米片的局域表面等离子体吸收峰(LSPR)蓝移,溶液的颜色由最初的蓝色变为紫色、粉红色最后变成黄色。结果表明,得到的多彩颜色变化与ADA的浓度呈现良好的线性关系,线性范围为0.5-14?M,检测限为0.23?M。该可视化传感器能用于实际面粉样品中偶氮二甲酰胺的检测,并有望进一步应用于现场即时检测。
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