基于贵金属纳米材料的生物传感及抗菌性能研究

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1、学校代号10532学号S151100997分类号密级硕士学位论文基于贵金属纳米材料的生物传感及抗菌性能研究学位申请人姓名王娅娅培养单位化学化工学院导师姓名及职称宦双燕教授学科专业分析化学研究方向化学与生物传感器论文提交日期2018年5月I学校代号：10532学号：S151100997密级：湖南大学硕士学位论文基于贵金属纳米材料的生物传感及抗菌性能研究学位申请人姓名：王娅娅导师姓名及职称：宦双燕教授培养单位：化学化工学院专业名称：分析化学论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年5月答辩委员会主席：张晓兵

2、教授NobleMetalNanomaterialsasPlatformforBiosensingandAntibacterialStudybyWANGYayaB.S.(XinyangNormalUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervi

3、sorProfessorHUANShuangyanMay,2018III湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立研究所取得的科研成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其它人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，

4、允许论文被查阅和接阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩影或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密□，在年解密后使用本授权书。2.不保密□（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日基于贵金属纳米材料的生物传感及抗菌性能研究摘要贵金属纳米材料由于独特的结构特征，具有一些常规块状金属材料所不具备的物理和化学特性，包括光学、电学、磁学以及力学等性能，已经在催化、电子学、光子学、信息存储、传感、成像以及生物医学等领域

5、获得了广泛应用。金属纳米簇是一种新型的发光纳米材料，一般由几个原子组成。与传统的荧光染料如有机染料和量子点相比，金属纳米簇具有稳定性高、生物相容性好、尺寸小、毒性低和荧光发射强等优点。金属-聚合物纳米复合材料已被成功制备，且成为新一代抗菌材料，它们之间的协同作用和优势互补可增强单一抗菌剂的抗菌活性，提高其抗菌性能。本论文将基于二维贵金属纳米材料和银纳米簇构建荧光传感器用于生物分子的检测，并制备了纳米银（AgNPs）-阳离子紫外光聚合（UV）水性聚氨酯（PWPU）复合涂层用于抗菌研究。本论文的主要内容如下：（1）贵

6、金属纳米材料的结构，形貌和尺寸对其性能有很大的影响。二维贵金属纳米材料Pd@Au纳米片具有均匀的类六边形形貌，在可见光-近红外区具有强的吸收。它不仅能够通过种子再生长的方法合成，而且具有尺寸可调节的特点。Pd@Au纳米片具有良好的水溶性和大比表面积，对单链DNA（ssDNA）和双链DNA（dsDNA）表现出不同的结合力和亲和力，可以通过荧光共振能量转移（FRET）猝灭荧光分子的荧光。Pd@Au纳米片本身不具有荧光，不会对实验产生背景干扰，被认为是一种有前途的纳米结构。因此，在第二章中，我们首次用Pd@Au纳米片构

7、建了一个荧光传感平台用于DNA和小分子的灵敏检测，并分别探讨了实验的可行性、尺寸效应对传感性能的影响及对目标物质的灵敏度和特异性检测。首先，Pd@Au纳米片对染料标记的单链DNA探针和与靶标杂交后形成的双链DNA表现出不同的吸附效果，荧光强度的显著变化可以作为检测的依据。通过猝灭能力和动态过程分析，优选出80nmPd@Au纳米片用于DNA和小分子的检测。此传感器在0.02nM-50nM范围内对DNA显示出良好的线性关系，且检2+测限可以达到20pM，同时对三磷酸腺苷（ATP）和Hg也表现出高的检测灵敏度。该方法设

8、计简单，且具有普适性，提供了一种快速、灵敏检测生物分子的平台技术。（2）生物硫醇在生物体的许多生理活动和新陈代谢过程中，扮演着重要的角色。定量检测生物体中的硫醇浓度，可为疾病的预防和诊断起到参考作用，对人类生命活动具有重要意义。第三章中，我们基于DNA四面体纳米结构和银纳米簇优良的生物学性能，构建了一种无标记比率型荧光探针用于检测生物硫醇。该探针由三个部分组成：DNA四面