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题名	金和碳纳米颗粒的制备及其在重金属离子检测中的应用研究
作者	郭永明
答辩日期	2013-05
文献子类	博士
授予单位	中国科学院大学
导师	邵华武 ; 蒋兴宇 ; 王卓
关键词	金纳米颗粒 荧光金纳米颗粒 荧光碳纳米颗粒 检测 重金属离子
学位专业	药物化学
英文摘要	金纳米颗粒和荧光碳纳米颗粒的独特的光学性质与其所在的溶液环境有密切关系。在本论文的研究目的是通过对金纳米颗粒的表面功能化和具有特殊性质的碳纳米颗粒制备，研究了这些纳米材料在重金属离子传感器方面的应用。研究内容如下： 1、发展了一种同时可视化检测水溶液中的汞离子、铅离子和铜离子的方法。该种方法是基于被检测的这些金属离子可以选择性地使木瓜蛋白酶功能化的金纳米颗粒聚集，从而引起金纳米颗粒溶液的颜色从红色变为紫色或蓝色。由于木瓜蛋白酶是一种多巯基蛋白质，因此我们设计了木瓜蛋白酶功能化的金纳米颗粒，使其能够选择性地检测一些重金属离子。我们发现了该功能化的金纳米颗粒可以用来同时检测水溶液中的汞离子、铅离子和铜离子。在实验过程中，我们研究了溶液的pH、金纳米颗粒的浓度、金纳米颗粒的粒径对该检测体系的影响。同时这个检测体系也对实际水样中的这些金属离子进行了检测，但是由于水样中存在其它较多复杂的干扰因素，我们还需要进一步研究此传感器以改进其在实际样品水样中的检测结果。由于这种方法的简便性和快速性，此传感器将会可能应用于一些欠发达地区的水质监测。 2、合成了一种高荧光量子产率的金纳米颗粒。基于该荧光金纳米颗粒，构建了高灵敏度的铜离子的纳米传感器。我们优化了该荧光金纳米颗粒的合成条件，研究了影响该金纳米颗粒的荧光性质的因素。该方法制备的荧光金纳米颗粒具有较大的斯托克斯位移（大于365 nm）、较高的荧光量子产率（高达6.93%）和很好的光稳定性，这些性质可以确保该金纳米颗粒荧光信号的稳定性。该荧光金纳米颗粒可以用来高灵敏度、高选择性地检测水溶液中的铜离子，其对铜离子的检测限为87 nM。另外由于其表面可以进一步的修饰和其具有很强的荧光，我们相信该荧光金纳米颗粒将会有更多的用途。 3、发现了一种便捷且价廉的荧光碳纳米颗粒的合成方法，研究了基于该荧光碳纳米颗粒的高选择性的汞离子的纳米传感器。该合成方法是以碳酸氢铵为辅剂，柠檬酸钠为碳源，通过水热反应进行。该方法具有一些其它方法所无法比拟的优点，如反应时间较短（4小时）、反应温度较低（180 oC）、原料可再生。我们优化了该荧光碳纳米颗粒的合成条件，并运用多种方法对该荧光碳纳米颗粒进行了形貌及性质的表征。通过这种方法合成的荧光碳纳米颗粒具有突出的光稳定性、非常高的荧光量子产率（68.22%，与毒性较大的半导体量子点的荧光量子产率相媲美），抗氧化性，在高离子强度的水溶液中稳定存在等优点，其荧光发射光谱不会随着激发波长的改变而发生位移，这可以避免溶液中其它基质的干扰，同时也说明了该荧光碳纳米颗粒的粒径时非常均一的。该荧光碳纳米颗粒可以用来高选择性、高灵敏度地检测水溶液中的汞离子。由于其易于制备和稳定的光学性质，我们相信该荧光碳纳米颗粒将会在生化分析等方面有更多的应用。 我们制备出了一系列的功能化的纳米颗粒，详细地研究了这些纳米颗粒的性质，构建了基于这些功能化纳米颗粒的重金属离子的纳米传感器。由于其简便性和易操作性，这些重金属离子的纳米传感器将会大大改善目前重金属离子检测的繁琐的现状。同时这些纳米传感器将会为一些欠发达地区的环境监测提供便携的工具。
语种	中文
学科主题	天然产物研究
产权排序	1
内容类型	学位论文
源URL	[http://210.75.237.14/handle/351003/28799]
专题	成都生物研究所_天然产物研究
推荐引用方式 GB/T 7714	郭永明. 金和碳纳米颗粒的制备及其在重金属离子检测中的应用研究[D]. 中国科学院大学. 2013.

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