基于金铂纳米酶对银离子的检测及传感机理研究

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作为一种具有酶活性的人工纳米材料,纳米酶吸引了科研工作者的广泛兴趣。与天然酶相比,纳米酶易于修饰,且具有更高的催化稳定性和更低的制造成本。纳米酶不仅是优良的天然酶替代品,还具有纳米材料独特的物化性质,可以构建用于催化、传感和药物递送等应用的多功能平台。因此,纳米酶在生物传感器、生物学和医学领域得到了广泛应用。其中,金铂纳米酶具有类似过氧化物酶和超氧化物歧化酶的催化活性,引起研究人员越来越多的关注,并被成功用于传感技术的开发和抗氧化制剂的制备等。基于此,本文通过合成具有过氧化物酶催化活性的金铂纳米酶,发展了银离子检测的新方法。同时,利用暗场成像技术,在单颗粒水平上对基于纳米酶的银离子传感机理进行了考察。具体工作内容如下:在第2章中,我们合成了具有过氧化物酶活性的棒状Au@Pt纳米酶,并将其作为集成纳米探针用于Ag+的选择性检测。在弱酸环境下,Ag+能够选择性抑制Au@Pt纳米酶对H2O2的催化分解。加入氨水将溶液调为碱性后,H2O2能够将Ag+还原到Au@Pt纳米酶的表面,引起其LSPRλmax发生蓝移。根据Ag+浓度与光谱偏移量之间的关系,达到Ag+检测的目的。基于暗场成像技术,能够进一步提高该检测原理的灵敏度,实现更低浓度Ag+的检测。该方法具有良好的选择性和令人满意的灵敏度,有望能够实现环境监测和食品安全分析中Ag+的检测。在第3章中,我们通过离子溅射的方式合成了具有过氧化物酶活性的球形Au@Pt纳米酶,并基于暗场成像技术研究了其在H2O2溶液中的运动行为。和在40%的甘油溶液中相比,Au@Pt纳米酶在H2O2溶液中运动速度加快,并且与H2O2浓度具有正相关关系。同时,Au@Pt纳米酶的MSD随时间的变化曲线有向上弯曲的趋势,说明在H2O2溶液中,Au@Pt纳米酶开始做定向运动。并且,Au@Pt纳米酶能够在布朗运动和和定向运动之间不断切换。随着H2O2浓度的增加,Au@Pt纳米酶做布朗运动的时间减小,做定向运动的时间增长,说明燃料浓度越高驱动力越大。此外,Ag+对Au@Pt纳米酶在H2O2溶液中的运动行为具有抑制作用。在Ag+存在下,Au@Pt纳米酶运动速度减慢,这使Au@Pt纳米酶在Ag+传感方面具有潜在的应用。
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