纳米探针结合酶抑制法检测水中铜离子的研究

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1、国内图书分类号：X832学校代码：10213国际图书分类号：504密级：公开工学硕士学位论文纳米探针结合酶抑制法检测水中铜离子的研究硕士研究生：王金梁导师：戴志飞教授申请学位：工学硕士学科：生物医学工程所在单位：生命科学与技术学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X832U.D.C:504DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringNANOPROBESCOMBINEDWITHENZYMEINHIBITIONFORCUPRICIONSDETECTIONINWATERENVIRONME

2、NTCandidate：WangJinliangSupervisor：Prof.DaiZhifeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：BiomedicalEngineeringAffiliation：SchoolofLifeScienceandTechnologyDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要重金属污染对生态环境和人类健康具有极大的危害，

3、建立灵敏、快捷、高效的重金属检测方法具有非常重要的意义。现有的检测技术依赖大型仪器设备，在检测条件、时间以及成本上都有较高的要求，难以满足当前检测工作的需要。随着纳米技术的飞速发展，各种纳米材料不同于块体材料的优异特性被广泛开发，在化学和生物检测领域已有广泛的应用。为实现对重金属污染物铜离子的高灵敏度和专一性的检测，本论文采用两种纳米探针-量子点和金纳米颗粒，结合铜离子对酶活性的抑制，构建了基于纳米探针荧光及颜色变化的铜离子传感器。由于乙醇氧化酶（AO）催化氧化底物甲醇产生H2O2，一方面H2O2可导致量子点荧光猝灭，另一方面也可作为还原剂促使金纳米粒子的增长，使金纳米颗

4、粒颜色由红变2+紫，甚至变蓝。当存在Cu的情况下，AO的活性受到抑制，因此QDs的荧光猝灭程度降低，金纳米粒子增长程度下降，颜色变化受到抑制。基于此原理分别将CdTe量子点（QDs）和金纳米粒子（AuNPs）独特的光学性质与酶抑制方法结合2+起来，成功的制备出两种可对Cu进行超灵敏检测的纳米探针-酶检测体系，检测限可低至0.176ng/mL（CdTe量子点）和1ng/mL（AuNPs）。其他背景干扰离子2+在浓度为Cu浓度的10-100情况下，AO的活性都没有明显的抑制，说明本文所研究的检测体系对铜离子具有高度专一性。本文构建了两种简便、快速、灵敏的铜离子检测方法，为重金

5、属检测方法提供了新的策略。关键词：重金属污染物；酶抑制法；CdTe量子点；金纳米粒子；铜离子检测-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHeavymetalcontaminantsareharmfultobothecologicalenvironmentandhumanhealth,soitisimportantandurgenttoestablishsensitive,fastandefficientmethodsfordetectingheavymetalions.Thecurrentdetectiontechniqueswereestablishedon

6、thebasisoflargeinstruments,whichrequireharshdetectionconditions,longtimeandhighcost,soit’sdifficulttomeettheneedsofheavymetalionsdetection.Withtherapiddevelopmentofnanotechnology,manynanoscaledmaterialshavebeenwidelyusedinchemicalandbiologicalanalysisduetotheiroutstandingpropertiesdiffere

7、ntfromthebulkmaterials.Inordertoachievehighlysensitiveandspecificdetectionofcopperions,thisstudyusedtwokindsofnanoprobes—CdTequantumdots(QDs)andgoldnanoparticles(NPs)combinedwiththeinhibitionofenzymaticactivitybycopperions,toconstructacopperionssensorbasedonthefluor