金纳米星的制备表征及构建SERS探针用于肺细胞的研究

发布时间：2017-08-05 23:06

  本文关键词：金纳米星的制备表征及构建SERS探针用于肺细胞的研究

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【摘要】：表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)作为一种发展迅速的光谱分析技术,在物理、化学、医学、生物、公共安全、环境检测等社会生活的各个方面都有着越来越多的应用。由于金属纳米粒子的光学及电化学特性强烈依赖于其自身的尺寸和形貌,并且有尖锐边缘和枝角的金属纳米粒子对局域电介质环境的改变更加敏感,还会极大地增强周围的电场强度,因此枝角状金纳米结构(如金纳米星、金纳米花等)可以更好地应用于表面增强拉曼的研究。近年来已有不少小组报道了枝角状金纳米结构的制备方法及应用,也已经被广泛应用于细胞的SERS研究等领域。本文首先采用了种子介导生长法制备出形貌可控、单分散性良好且尺寸均一的金纳米星,然后,对制备得到的金纳米星进行了一系列的表面修饰,得到具有SERS活性的标记分子并研究了它们的SERS效应,最后,构建了一种连接抗体的金纳米星SERS探针,实现其在细胞成像及细胞区分中的应用研究。具体工作内容如下：1.首先采用修饰的种子介导法,用柠檬酸钠还原氯金酸(HAuCl4)的方法制备得到金种子备用,接着同时以柠檬酸钠和对苯二酚作为还原剂共同作用得到金纳米星。通过改变生长液中对苯二酚和HAuCl4的浓度以及金种子的体积,可控地制备出不同形貌和尺寸的金纳米星。同时还研究了对苯二酚,HAuCl4和金种子对金纳米星合成过程的影响,利用紫外-可见分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对制得的金纳米星的光学性质和表面形貌进行了表征,目的在于优化制备金纳米星的条件,得到单分散性好、形貌均一且直径均匀的金纳米星。2.然后在大规模制备出形貌均一且单分散性良好的金纳米星的基础上,依次在金纳米星表面包被拉曼信号染料尼罗兰(NBA)和稳定剂牛血清蛋白(BSA),最终得到生物相容性和稳定性均良好的具有SERS活性的标记分子,这些标记分子可成功应用于细胞的成像,如暗场成像以及荧光成像等。3.最后介绍了一种具有较高检测灵敏性的连接CD44抗体的金纳米星SERS探针的制备及应用,这种探针可与肿瘤细胞中多表达的位于细胞膜上的跨膜糖蛋白CD44更充分地结合,通过比较不同肺细胞结合的探针的多少,达到区分正常细胞与癌变细胞的目的。在制备的形貌均一且单分散性良好的金纳米星表面包裹保护剂和稳定剂,吸附拉曼信号染料4-巯基苯甲酸(4-MBA)产生拉曼信号,接着在相同的实验条件下对正常肺细胞和癌变细胞进行暗场成像和拉曼成像,分析得到最终的实验结果。这种新型SERS探针的构建对区分正常细胞和癌变细胞具有良好的应用前景,并且有望用于癌症的早期诊断和治疗。
【关键词】：金纳米星 可控制备 表面增强拉曼 SERS探针 细胞成像
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.37;R73-3
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 枝角状金纳米结构的制备及研究现状11-16
• 1.2.1 枝角状金纳米结构的制备方法及生长机制11-14
• 1.2.2 枝角状金纳米结构的发展现状14-16
• 1.3 枝角状金纳米结构的光学性质及理论基础16-17
• 1.4 枝角状金纳米粒子的应用17-20
• 1.4.1 SERS增强基底17-18
• 1.4.2 在细胞、组织及活体内的研究18-20
• 1.5 本论文的研究目的和主要研究内容20-21
• 参考文献21-26
• 第二章 金纳米星的可控制备和表征26-37
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 试剂和材料27
• 2.2.2 仪器与设备27
• 2.2.3 金纳米星的可控制备27-28
• 2.2.4 金纳米星制备条件的优化28-29
• 2.3 结果与讨论29-35
• 2.3.1 氯金酸浓度对金纳米星的形貌和光学性质的影响29-31
• 2.3.2 对苯二酚浓度对金纳米星的形貌和光学性质的影响31-33
• 2.3.3 金种子体积对金纳米星的形貌和光学性质的影响33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 参考文献36-37
• 第三章 金纳米星的修饰及在细胞内的研究37-50
• 3.1 引言37-38
• 3.2 实验部分38-41
• 3.2.1 试剂和材料38
• 3.2.2 仪器与设备38
• 3.2.3 粒径分布均匀的金纳米星的制备和修饰38-39
• 3.2.4 修饰后金纳米星的稳定性研究39-40
• 3.2.5 细胞培养及毒性检测40-41
• 3.2.6 表征41
• 3.3 结果与讨论41-48
• 3.3.1 粒径分布均匀的金纳米星的表征41-42
• 3.3.2 修饰后金纳米星的表征42-43
• 3.3.3 修饰后金纳米星的稳定性研究43-45
• 3.3.4 修饰后金纳米星与细胞共孵育的毒性检测45-46
• 3.3.5 修饰后金纳米星用于细胞荧光成像和暗场成像46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 参考文献49-50
• 第四章 金纳米星SERS探针的构建及用于肺细胞的区分50-64
• 4.1 引言50-51
• 4.2 实验部分51-54
• 4.2.1 试剂和材料51
• 4.2.2 仪器与设备51-52
• 4.2.3 金纳米星探针的构建52-53
• 4.2.4 金纳米星SERS探针的稳定性研究53
• 4.2.5 细胞培养及毒性检测53-54
• 4.2.6 表征54
• 4.3 结果与讨论54-61
• 4.3.1 金纳米星探针的表征54-55
• 4.3.2 金纳米星探针的稳定性研究55-57
• 4.3.3 金纳米星探针与细胞共孵育的毒性检测57-58
• 4.3.4 金纳米星探针在两种细胞内的暗场成像58
• 4.3.5 金纳米星探针在两种细胞内的SERS光谱表征58-61
• 4.4 本章小结61-62
• 参考文献62-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 硕士期间的研究成果66-67
• 致谢67

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本文编号：627315