基于荧光聚多巴胺纳米颗粒的荧光传感新方法

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1、学校代号10532学号S151100964分类号密级硕士学位论文基于荧光聚多巴胺纳米颗粒的荧光传感新方法学位申请人姓名赵艳艳培养单位化学化工学院导师姓名及职称楚霞教授学科专业分析化学研究方向化学与生物传感论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S151100964密级：湖南大学硕士学位论文基于荧光聚多巴胺纳米颗粒的荧光传感新方法学位申请人姓名：赵艳艳导师姓名及职称：楚霞教授培养单位：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：蒋健晖教授NovelFluorescentSensingMethod

2、sBasedonFluorescentPolydopamineNanoparticlesbyZHAOYanyanB.S.(ChangzhiUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHUXiaMay,2018硕士学位论文摘要荧光生物传感技术是生命科学研究的一种重

3、要的工具，它在分析速度、灵敏度、选择性、操作成本等方面都具有显著的优势。最近几年里，备受欢迎的纳米材料具有独特的氧化性能、光学效应、表面效应，它为荧光生物传感器的研究开辟了新的方向。且把纳米材料的这些优良性能应用于生物传感器的构建是一种非常有意义的研究，因为它能够避免之前的传感器存在的一些缺点、简化设计步骤、减少对人体的毒害。因此，许多工作者致力于设计出简便智能、安全可靠的生物传感器。本论文主要合成了一种新型的、具有荧光性质的聚多巴胺（PDA）纳米颗粒，并利用这种荧光PDA纳米颗粒构建了3种简单、成本低、免标记的生物传感器，实现了对抗坏血酸（AA）、焦磷酸盐（P

4、Pi）、次氯酸根（ClO-）的分析检测。主要内容如下：（1）在第2章中，AA作为一种重要的生物小分子，在许多生物过程中都发挥着关键的作用，因此，我们首次利用CoOOH氧化合成了荧光PDA，并基于CoOOH和AA的氧化还原反应构建了一种新型的方法去检测AA的浓度。在本章工作中，利用荧光PDA纳米颗粒和CoOOH纳米片构成了一个纳米体系，在这个体系中它们分别具有不同的作用，荧光PDA是作为荧光指示剂而存在，CoOOH是一种氧化剂。当体系中不存在AA时，CoOOH纳米片把多巴胺氧化成了醌的衍生物，并进一步自发聚合成了具有强的荧光信号的荧光PDA纳米颗粒；而当体系中加入

5、AA时，CoOOH纳米片被AA还原成了Co2+离子，由于缺乏氧化剂CoOOH，这就阻止了荧光PDA的合成，导致产生了弱的荧光信号，因此，利用荧光PDA荧光强度的变化实现了对AA浓度的检测。该传感平台的荧光信号与AA的浓度具有线性关系，其线性范围为0-500μM，检测限为4.8μM，另外，该传感器具有简单、快速、免标记、低成本等优点，有望应用该原理设计检测其他具有氧化还原性质的小分子。（2）在第3章中，利用合成的荧光PDA纳米颗粒和Cu2+的配位作用，以及Cu2+和PPi的配位作用，设计了一个检测PPi的荧光生物传感器。Cu2+可以与荧光PDA纳米颗粒的儿茶酚配位

6、，此时Cu2+作为电子受体，荧光PDA发生了电子转移，导致荧光PDA纳米颗粒的荧光猝灭；而PPi作为一种常用的Cu2+配位剂，其与Cu2+的配位能力很强，形成了PPi-Cu2+的复合物，使得荧光PDA纳米颗粒的荧光得到了恢复，通过这种竞争配位作用实现了对PPi的检测。该传感器检测PPi的线性范围是0-300μM，检测限是11.7μM。与传统的检测方法相比，该传感方法更具有简便、成本低的优点，有很好的应用前景。II基于荧光聚多巴胺纳米颗粒的荧光传感新方法（3）在第4章中，基于荧光PDA颗粒的光学性能和次氯酸根（ClO-）的氧化性能构建了一个免标记、快速的检测ClO

7、-的turn-off分析方法。原来的纳米粒子荧光较强，当加入ClO-后，荧光PDA的荧光被猝灭，经过研究，该猝灭机理可能是氧化机制，荧光PDA表面的一些官能团被ClO-氧化，从而导致其荧光猝灭，这样通过监测荧光信号的变化实现了对ClO-浓度的检测，检测限是2.2μM。该传感器使用的是一种新型的荧光材料，具有合成简单、成本低等优势，且对它的研究应用还比较少，有望利用它的多种性质进一步设计传感器。关键词：荧光生物传感器；荧光聚多巴胺纳米颗粒；羟基氧化钴纳米片；抗坏血酸；焦磷酸盐；次氯酸根III硕士学位论文AbstractFluorescentbiosensingte

8、chnology,asa