赵敏毕业论文最终稿 - 图文

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摘要 ........................................................... 1 1引言 ...................................................... 3 2实验部分 .................................................. 6 2.1 试剂与仪器 ........................................... 6 2.2 纳米金的制备 ......................................... 6 2.3 实验方法 ............................................. 6 3 结果与讨论 ................................................ 7 3.1 基本原理 ............................................. 7 3.2 比色检测 ............................................. 8 3.3 紫外可见吸收光谱 ..................................... 9 3.4 实验条件的优化 ...................................... 10 3.4.1 邻苯二胺浓度的影响 ................................ 10 3.4.2 HRP酶浓度的影响 .................................. 10 3.4.3 吸附时间的影响 .................................... 11 3.4.4 反映温度的影响 .................................... 11 3.5 传感器的响应性能 .................................... 12 3.6 回收率 .............................................. 14 4 结论 ..................................................... 14 参考文献 ................................................... 15 致谢 ....................................................... 17

基于纳米金团聚非标记比色检测过氧水

基于纳米金团聚非标记比色检测过氧水

赵敏

化学化工学院 应用化学 08102班

摘要 本文发展了一种基于未修饰的金纳米粒子的均相比色法用于过氧化氢(双氧水)的检测。在邻苯二胺/过氧化物酶的溶液中加入过氧化氢,反应10分钟后,未修饰的金纳米粒子作为“反应指示剂”加入到反应溶液中。所得混合溶液的颜色很快从红色变到蓝色。可能是辣根过氧化物酶催化邻苯二胺生成偶氮苯从而导致金纳米颗粒的团聚。使用此方法,过氧化氢可以在约4个数量级的浓度范围内进行半定量分析。如果以420 nm处吸收峰强度对浓度做标准曲线,可以准确测定低至1.3×10-6 M的过氧化氢。与传统的电化学方法相比,这种传感策略具有几个重要的优点:(1)能够用肉眼直接观察;(2)避免金纳米的表面修饰;(3)可以在均相溶液中进行检测。特别值得注意的是这种高效、便捷的策略也适用于其他物质的检测,如葡萄糖和胆固醇。 关键词 比色法,金纳米粒子团聚,辣根过氧化物酶,邻苯二胺

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基于纳米金团聚非标记比色检测过氧水

Homogeneous, unmodified gold nanoparticle-based

colorimetric assay of hydrogen peroxide

Zhao Min

Department of Chemistry and Chemical Engineering, Class 08102

Abstract: An unmodified gold nanoparticle-based colorimetric assay system in homo- geneous format has been developed using hydrogen peroxide (H2O2) as a model analyte. H2O2 is added to o-phenylenediamine/horseradish peroxidase solution, and allowed to react for 10 min. Then, unmodified gold nanoparticles that serve as “reaction indicators” are added to the reaction solution. The resulting mixture color changes dramatically from red to blue. The reason is that azoaniline, a horseradish peroxidase-catalyzed oxidation product, induces the nanoparticle aggregation. Using this approach, H2O2 can be semiquantitatively determined over the concentration range of ~4 orders of magnitude by the naked eye. If the observed peak intensity at 420 nm is used for the construction of the calibration plot, hydrogen peroxide can be accurately determined down to concentration levels of 1.3×10?6 M. Compared with the conventional electrochemical protocol, this sensing system offers several important advantages: (1) ability to be monitored by the naked eye, (2) avoiding the need of surface modification of electrodes or gold nanoparticles and (3) detection in homogeneous solution. It is worthy of note that this efficient and convenient strategy is also suitable for the detection of other species, such as glucose and cholesterol.

Keywords: Colorimetric assay; Gold nanoparticle aggregation; Horseradish peroxidase (HRP); o-Phenylenediamine (OPD)

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基于纳米金团聚非标记比色检测过氧水

1引言

过氧化氢(俗名:双氧水)是环境分析和临床检验中的重要检测对象,也是许多氧化酶(如葡萄糖氧化酶、尿酸酶、胆固醇氧化酶、肌氨酸氧化酶、半乳糖氧化酶等等)反应的产物,通过H2O2的测定可进行多种酶反应的研究。因此,过氧化氢的检测在食品检测,临床医疗,环境分析,工业及其他领域有着重要意义。现已发展了大量用于检测双氧水的方法,包括滴定法[1], 化学发光法[2-3],光谱测定法以及电化学方法[4-8]。而在电化学方法中又以酶反应生物传感器为主。近年来,通过固定过氧化物酶或过氧化物酶的模拟酶制备H2O2生物传感器得到广泛的研究,其中以HRP最为普遍[9]。然而,现有的用于检测H2O2的方法需要进一步的改进,以便简化检测步骤,改善酶的不稳定性,提高灵敏度及选择性。

纳米金粒子(gold nanoparticles)通常是指粒径范围在1-100nm 的金颗粒。从首次发现纳米金粒子到作为免疫标记物而被广泛研究经历了四百多年的历史。大约在1600年,中世纪杰出医生Parcelsus用一种植物醇提取物还原氯金酸制备“饮用金”,这就是纳米金粒子。1857年,法拉第对纳米金粒子作了系统的科学研究,发现在其中加入少量电解质后,可使它由红色变成蓝色,最终凝集为无色,加入明胶等大分子物质后可阻止这种凝集变化,他的重大发现奠定了纳米金粒子应用的科学基础。 纳米金粒子的性质:

(1)纳米金粒子的结构及稳定性

纳米金是一种带电荷的胶体溶液,因此也称之为胶体金,由金盐(氯金酸水溶液)还原成金原子后形成纳米金粒子悬浮液[10]。纳米金粒子由一个金核(金原子Au)及包围在外的双离子层构成,紧连在金核表面的是内层负离子(AuCl2-),外层正离子(H+)则分散在胶体间溶液中,依靠静电作用形成稳定的胶体溶液。较小的纳米金粒子基本是圆球形的,较大的纳米金粒子(直径大于30nm)多呈椭圆形。

影响纳米金胶体溶液稳定性的主要因素是:①纳米金颗粒间的相互吸引力,当纳米金颗粒相距很近时,这种吸引力可能导致金颗粒合并变大;②水化层的带电情况,一种溶胶的各个颗粒都带有相同的电荷,同性电荷相斥。双电层愈厚,纳米金颗粒带电量愈大,排斥力愈大,愈能阻止颗粒合并聚结,溶胶愈稳定;③纳米金胶体界面的溶剂膜,当二固体间夹有一厚层液体时,这层液体膜有一个反抗二固体接近的排斥力。两个纳米

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颗粒要进一步接近,只有克服它们之间的溶剂化膜的斥力,因此溶剂膜斥力是使溶胶稳定的原因之一。此外,纳米金胶体溶液的稳定存在除了本身性质所决定之外,在制备的过程中要得到高质量的纳米金溶液,需要注意的问题是:彻底净化所用的玻璃容器,所有仪器都需要经过王水浸泡后才可使用。 (2)纳米金粒子的纳米效应

当粒子粒径尺寸在1–100nm 之间时,粒子具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。量子尺寸效应是指当粒子尺寸(体积)下降至某一特定值以后,费米能级附近的电子能级由连续变为离散能级的现象;小尺寸效应是当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度等物理特征量相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,物质的声、光、电、磁、热等性质均会产生新的特征。由于量子尺寸效应和小尺寸效应,使纳米粒子展现出许多特有的性质,在催化、光吸收、生物医药、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景。 (3)纳米金粒子的光学性质

早在罗马时代,纳米金粒子首先作为一种色彩丰富的水溶胶以及中世纪炼金术士所说的“饮用金”被人们所认识[11]。1857 年,法拉第首先提出金溶胶中确实含有小的金属粒子这个观点[11],并且初步研究了纳米金溶胶的光学性质。当他将纳米金溶液制成薄膜时,发现在机械压缩时薄膜的颜色发生了可逆的颜色变化,施加压力时薄膜呈现绿色,撤离压力时又变成蓝紫色,更接近红葡萄酒的颜色。他的重大发现奠定了纳米金粒子应用的科学基础。近150 年后,Mulvaney等[12]研究了金纳米粒子薄膜的光学性质,由于纳米金粒子存在显著的量子尺寸效应,因而具有特殊的光物理和光化学性质,在较宽的频段范围内存在对光的强烈吸收,从理论上解释了颜色的变化是由于粒子间距离决定的。 由于纳米金粒子表面自由电子的集体激发导致等离子体共振吸收(surfaceplasmon spectroscopy,SPS)[13],在可见光区域产生单一光吸收谱带,特征等离子体吸收峰在510-550nm 范围变化,其最大吸收波长依赖于颗粒的大小和微粒之间的距离,大颗粒纳米金溶液偏向长波长,小颗粒纳米金溶液偏向于短波长。因此,粒径大小不同的纳米金溶液颜色有一定的差别,2-5nm 的纳米金溶液呈橙黄色,10-20nm 的纳米金溶液呈酒红色,30-80nm 的纳米金溶液呈紫红色,根据这一特点,可以肉眼观察纳米金溶液的颜色来粗略估计纳米金颗粒的大小。

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纳米科学和纳米技术的出现和最新进展,纳米粒子在生物分析中的应用打开了新的机遇,因为他们表现出独特的物理和化学相关的属性与大小量化效应[14-15]。尤其是金纳米粒子吸引了伟大的科学和技术的兴趣,因为其易于制备,具有良好的生物相容性和比较大的表面体积比[16-17]。 金纳米粒子的溶液显示出特别的颜色由于诱导的表面电子的集体振荡合适的波长,这是高度依赖可见光粒间的距离[18]。它的颗粒间出现红色距离大大高于他们的平均粒径直径,而颜色变成蓝色间的距离低于平均粒径下降[19]。金纳米粒子为基础的色度检测方法是大有希望的便捷,高效的传感器制造。日益发达的基础上,色度传感器聚合官能金纳米粒子的特定检测不同的物种,如蛋白质[20-23],腺苷[24-25],金属离子[26-29],核酸[30-34]和糖[35-36]。制作这些纳米生物传感器,它通常是必须固定在特定的生物分子纳米表面上,这是费时,并导致减缓和低效的主客体的相互作用,在纳米解决方案空间位阻[37]相关的接口。虽然在非标记比色检测的基础上,已提出未修改的金纳米粒子的聚集,但它仅用于由于DNA检测的强烈吸引力的静电单链DNA的相互作用与柠檬酸涂金纳米粒子[37]。过氧化氢(H2O2)不仅是高选择性氧化酶的产物而且是食品、制药、医疗、工业和环境分析[38-40]中必不可少的中介物。因此,测定双氧水是非常重要的。因此,许多方法已经运用到过氧化氢检测中了,包括滴定法[1],化学发光法[2-3]和电化学[4-8]。利用简单的技术去编造过氧化氢生物传感器通常是基于辣根过氧化物酶(HRP)利用其固有的酵素法的灵敏度和选择性。然而,过氧化氢分析电化学传感器的应用和发展是有限的酶变性和缺乏酶固定在电极表面的理想方法[41]。因此,现有的方法对H2O2的确定需要进一步发展,以简化测试程序,提高灵敏度和设法克服潜在的问题与酶不稳定。

本文以过氧化氢为检测体系,首次研制了一种基于辣根过氧化物酶催化氧化邻苯二胺,进而引发金纳米颗粒团聚的非标记比色传感器。我们优化了实验条件,考察了传感器的响应性能。实验结果表明:此传感器具有简易,低耗,目视比色,高灵敏度等优点,有望成为检测过氧化氢的有力工具。

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2实验部分

2.1 试剂与仪器

30%H2O2,邻苯二氨(o-phenylenediamine,上海桃浦化工厂),HAuCl4(国药集团化学试剂有限公司),辣根过氧化物酶(HRP, 上海雪满生物科技有限公司),柠檬酸三钠等其他试剂均为分析纯。整个实验过程所用均为电阻大于18MΩ·cm的二次蒸馏水。

紫外可见光谱通过本院紫外可见分光光度计和722型分光光度计。检测方法:将待测液装入1cm光程的比色皿中,于室温下在300-800nm波长范围内进行扫描。

2.2 纳米金的制备

用不同种类、不同剂量的还原剂还原氯金酸(HAuCl4),可制备粒径不同的胶体金。常见的制备方法可大致分为白磷还原法、抗坏血酸还原法、柠檬酸钠还原法和鞣酸-柠檬酸钠还原法。后两种方法制得的金纳米颗粒直径较为均一,因此目前较常用。还原剂的选择与制备的胶体纳米金颗粒的大小有关。一般来说,如制备金纳米颗粒直径在5~12nm的胶体金溶液用白磷或抗坏血酸还原氯金酸,若欲制备直径大于12nm的金颗粒的胶体则用柠檬酸三钠还原氯金酸。在用同一种还原剂时,制备的胶体金纳米颗粒的大小还可通过调节还原剂的用量来控制。还原剂的用量的多少与制备的胶体纳米金颗粒的大小成反比。在制备胶体金溶液中要注意的问题是:彻底净化所用的玻璃容器。制备胶体金的过程是“结晶”的过程,任何污染都会干扰这一过程,引起颗粒大小不均匀,因此玻璃器皿在用前须经刷洗、酸洗,并用二次蒸级水充分淋洗,烘干后使用。各种试剂和溶液必须用二次蒸级水配制。

本实验采用柠檬酸钠还原法[42]制备纳米金。

2.3 实验方法

用10mM的柠檬酸钠配制2.0mM的邻苯二胺水溶液,取100μL该溶液于1.5 ml离心管中,相继加入5μL 0.125mg/ml 的HRP水溶液和300μL过氧化氢稀释液,在一定温度下反应10min后往离心管中加入500μL原始纳米金溶液。反应5min后即可测其紫外可见光谱。

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3 结果与讨论

3.1 基本原理

胶体金溶液的颜色很大程度上取决于颗粒间的距离,当颗粒间的距离显著大于平均颗粒直径时,溶液显红色;而当颗粒间距小于平均颗粒直径时,溶液颜色变为蓝色。虽然苯环上的氨基与金纳米颗粒之间有比较强的作用力,形成邻苯二胺-纳米金的复合物,但是可能由于邻苯二胺的两个氨基是邻位,靠得很近,两个氨基可能同时吸附在同一个金纳米颗粒上,并不会导致纳米金的团聚。因此溶液仍然呈现红色。

当溶液中含有辣根过氧化物酶HRP和H2O2时,邻苯二胺被氧化成偶氮苯,两端各有一个氨基,可以同时吸附于两个纳米金上,形成了复杂的偶氮苯-纳米金的网络结构,金纳米颗粒间的距离被拉得很近,金纳米颗粒发生团聚,从而导致溶液的颜色由红色变为蓝色,用肉眼即可进行半定量检测。同时,由于偶氮苯的生成与纳米金的团聚,溶液表现出特定的紫外可见吸收光谱。因此用简单的紫外可见分光光度计即可对H2O2进行定量分析。

图1 HRP催化氧化邻苯二铵以及过氧化氢的检测原理

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3.2 比色检测

本实验方法可直接通过目视法对双氧水进行比色检测。往5个1.5 ml 离心管中分别加入:(a) 405μL水和500μL 原始纳米金;(b)100μL 邻苯二胺的水溶液,305μL 水和500μL 原始纳米金;(c) 100μL 邻苯二胺的水溶液,5μL HRP 酶,300μL 水和500μL 原始纳米金;(d) 100μL 邻苯二胺的水溶液,5μL 水,300μL H2O2和500μL 原始纳米金; (e) 100μL 邻苯二胺的水溶液,5μL HRP 酶,300μL H2O2和500μL 原始纳米金。各管反应10 min后进行拍照,结果如图2中A图所示。可以看出,b-d 管溶液颜色与a 管中的纳米金水溶液颜色差别不大,说明b-d 管中纳米金并没有发生团聚。e 管中溶液颜色明显变为蓝色,说明e 管中的金纳米颗粒发生了团聚。即若溶液中存在邻苯二胺、邻苯二胺-HRP或邻苯二胺- H2O2时,纳米金颗粒不会发生团聚,而只有在邻苯二胺,HRP 和H2O2都同时存在时金纳米颗粒才会发生团聚。这就证明了金纳米颗粒发生团聚是因为在HRP 的催化作用下,H2O2氧化邻苯二胺,生成偶氮苯。

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图2 过氧化氢的比色法检测。A) 不同混合物的照片:(a)纳米金的水溶液;(b)含邻苯二铵的纳米金水溶液;(c含邻苯二铵及HRP的纳米金水溶液;(d) 含邻苯二铵及过氧化氢的纳米金水溶液;(e) 含邻苯二铵、过氧化氢及HRP的纳米金水溶液。B) 过氧化氢浓度分别为0.6 μM, 1.3μM, 2.5μM, 10.2μM, 20.3μM, 40.7μM, 325.6μM, 5209.6μM, 10419.2μM, 125 mM的比色法检测。(按字母顺序)

3.3 紫外可见吸收光谱

对于单分散胶体金溶液,由于单个粒子等离子体区域吸收绿光而呈现红色,但当纳米金颗粒发生团聚之后,体系等离子体共振吸收峰发生较大幅度的红移,这时聚集体在相对较长波长的光有吸收和散射,从而使颜色转变为紫红色。随着聚集体的逐渐增大,这种红移会使纳米金颗粒的特征峰值从520nm 红移至600 nm 左右,伴随着溶液的颜色由显著的红色到紫红色再向蓝色转化。 a b.51.0Absorbancecdef0.0-.5-1.0200300400500600700800Wavelength / nm 图3 不同混合物的紫外可见吸收光谱

各取500 μL 5种不同的混合液于比色皿中,在300-800nm波长范围内扫描其紫外可见吸收光谱,结果如图3所示。曲线a-e紫外可见吸收光谱分别对应如上所述的a-e五种混合液。可以看出,曲线a为纳米金水溶液的吸收光谱,其等离子体特征峰在520 nm左右,这与文献报道的结果相符。曲线b, c, d 与a比较相似,均只在波长为520nm处有较明显的吸收峰,峰的形状和强度与曲线a都比较相近,这说明混合液b, c, d 中的纳

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米金颗粒没有发生团聚。曲线e 为含有邻苯二胺,HRP酶和H2O2的纳米金水溶液的紫外吸收光谱,可以看出,当同时存在HRP酶和H2O2的情况下,520 nm处的吸收峰明显降低,而在420 nm和 640 nm处另外出现了两个吸收峰。曲线f为只含邻苯二胺和H2O2水溶液的紫外可见吸收光谱,只在420 nm处出现一个吸收峰。由曲线e和f可知420 nm处的峰为邻苯二胺氧化生成物-偶氮苯的吸收峰。而640 nm处的吸收峰为纳米金团聚后的吸收峰。这再一次证明了纳米金-酶反应液混合溶液颜色的变化,即纳米金团聚,是由于邻苯二胺酶催化氧化生成偶氮苯产生的。

3.4 实验条件的优化

3.4.1 邻苯二胺浓度的影响

邻苯二胺是一种还原性物质,虽然苯环上的两个氨基在空气中也会缓慢氧化,在10min内其氧化程度可以忽略不计。邻苯二胺的浓度过高,即使没被氧化,也会由于吸附在纳米金上而使纳米金表面荷电性质改变而团聚;若邻苯二胺浓度过低,则即使被高浓度的H2O2充分氧化也难以使纳米金溶液颜色发生明显变化。因此,在实验过程中要找到邻苯二胺相对合适的浓度。在这个浓度下,既能使纳米金溶液颜色变化能被肉眼所观察,又可确保其颜色的改变是由于邻苯二胺的催化氧化引起的。我们配制了几中不同浓度的邻苯二胺水溶液用于实验考察,发现在20.0mM这样一个相对较高的浓度下即使是没有H2O2的存在,纳米金溶液的颜色也会由红色变为蓝色。而在0.4mM的这样一个相对较低的浓度下,既使是用较大浓度的H2O2,纳米金溶液的颜色也无明显变化。当邻苯二胺的浓度为2.0mM时,我们发现纳米金混合液颜色的变化完全与H2O2相关,且其颜色变化能为肉眼所观察。因此在实验过程中我们用到的邻苯二胺的浓度为2.0mM。 3.4.2 HRP酶浓度的影响

另一方面,我们还考察了HRP酶浓度对纳米金溶液颜色变化的影响。往1.5ml离心管中相继加入100μL邻苯二胺,5μLHRP酶和300μL水,10min后再加入500μL原始纳米金溶液。结果发现在0.125%和0.0625%这样两个相对较高的浓度下,即使没有H2O2的存在,纳米金溶液的颜色也会由红色变为蓝色。而在0.0125%这样一个相对较低的浓度下,即使放置一个h纳米金溶液的颜色也没有明显变化,只有加入H2O2后溶液颜色才有明显变化,且溶液颜色变化的快慢和程度与H2O2的浓度密切相关。因此在实验过程

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中我们用到的HRP酶的浓度为0.0125%。 3.4.3 吸附时间的影响

我们还考察了反应时间对吸收峰强度的影响。往1.5ml离心管中相继加入100μL邻苯二胺,5μLHRP 酶,200μL水和100μL H2O2,10min后再加入500μL原始纳米金溶液。在反应1min,2min,5min,8min和10min后分别测其紫外可见吸收光谱,结果如图4所示。我们发现,随着反应时间的增加,520nm处的吸收峰强度越来越小,波长有红移的趋势。而650nm处的吸收峰强度越来越大,波长也有红移的趋势。520nm和650nm处的两个吸收峰分别是原始纳米金溶液的吸收峰和纳米金团聚后的吸收峰,因此我们知道,随着时间的延长,纳米金颗粒的团聚程度也越来越大,溶液颜色变化越来越明显。但是在反应进行10min后,溶液颜色的变化已基本稳定,且520nm处吸收峰强度变化也趋于稳定(如图4中插图所示)。因此我们选择反应的时间为10min。

图4 吸附时间对吸光度的影响(酶催化产物吸附在纳米金颗粒上)。箭头表示随着时间增加吸收峰强度的变化趋势。在波长为520nm 处,吸光度随时间的增加而减小,在波长为650nm 处,吸光度随时间的增加而增大。插图:520nm 处的吸收峰强度随时间的变化关系

3.4.4 反映温度的影响

酶的催化活性与反应温度密切相关。在相对较低的温度下,酶的反应活性相对来说也比较低,随着温度的升高,酶的反应活性会随之增强,但过高的温度又会导致酶的变

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性失活。因此选择一个合适的反应温度显得十分重要。我们分别考察了4℃,12℃,20℃,25℃,30℃,40℃,50℃和60℃下反应10min加入纳米金溶液后混合溶液的紫外可见吸收光谱,具体实验步骤如上所述。 10510095Activity ?858075010203040506070Temperature / 0C 图5温度对HRP酶活性的影响

我们发现在25℃下溶液颜色变化最明显,520nm处的吸光度趋于最小,650nm处的吸光度趋于最大。这说明在25℃下,纳米金颗粒的团聚程度是最大,即在此温度下HRP酶的活性最好。以25℃时420nm处的吸光度为标准,定义HRP酶的活性为100%,其他温度下HRP酶的活性定义为该温度下420nm处的吸光度与25℃下420nm处吸光度的比值(以百分数表示)。以HRP酶活性对温度作图,结果如图5所示。因此在实验过程中我们选择的反应温度为25℃。

3.5 传感器的响应性能

用我们提出的这种方法可以直接检测过氧化氢的浓度。为了得到标准曲线,我们配制了一系列不同浓度的过氧化氢的水溶液,浓度依次为0.6μM,1.3μM,2.5μM,5.1μM,10.2μM,20.3μM和40.7μM,记录各浓度下的紫外可见吸收光谱。如图6所示。可以看出,当过氧化氢的浓度较高时,420nm处邻苯二胺氧化产物的峰较高,650nm处纳米金团聚产生的峰也比较高。随着过氧化氢浓度的减小,这两处峰的强度也随之降低。当过氧化氢的浓度降至1.3μM和0.6μM时,所得的光谱基本上与纯纳米金溶液的峰相近,

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说明此时基本上已没有氧化产物产生。

图6含有不同浓度过氧化氢的混合溶液的吸收光谱。箭头方向表示样品中被分析物(过氧化氢)浓度的减少

以各浓度下420nm处的吸光度对过氧化氢的浓度作图,结果如图7所示。可以看出,在1.3-40.7μM的浓度范围内420nm处的吸光度与过氧化氢浓度有良好的线性响应关系。回归方程式是Y = 0.1111 log X + 0.2380,相关系数为0.9945。用这种方法对过氧化氢可以达到0.6 μM的检测限(可检测到的紫外吸光率响应)。 .45.40Absorbance.35.30.25.200.0.2.4.6.81.01.21.41.61.8Log H2O2 concentration / ?? 图7 420 nm处的吸光度与过氧化氢浓度对数的线性关系

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为考察此检测方法的重现性,按实验部分所述方法配制不同浓度过氧化氢的水溶液,每一种溶液平行反应5次,收集各次紫外可见光谱,其相对标准偏差小于6.6%.

3.6 回收率

H2O2回收率可以由标准曲线得到。配制六个H2O2水溶液样本,浓度从2.5μM变化到40.7μM不等。收集不同浓度下的紫外可见吸收光谱,根据标准曲线得到检测到的过氧化氢的浓度,结果如表1所示。其回收率定义为检出的过氧化氢的浓度与实际加入的过氧化氢浓度的比值(以百分数表示)。平均回收率为92-103% ,相对标准偏差为4.8-6.2%。这表明我们提出的这种方法能够很好地检测试样中的H2O2。

表1 H2O2检测的回收率

Sample 1 2 3 4

Added (μM)

2.5 10.2 20.3 40.7

Found (μM)

2.3 10.5 20.3 40.2

Recovery (%)

92 103 100 99

RSD (%) 6.2 5.1 5.5 4.8

4 结论

基于纳米金颗粒团聚的原理,本文研制了一种新型的过氧化氢比色传感器。在辣根过氧化物酶的催化下,邻苯二胺被过氧化氢氧化成偶氮苯,进而引起纳米金的团聚。加入的H2O2的量增加,纳米金团聚的程度也随之增大。在优化的实验条件下,用我们提出的这种方法既可肉眼半定量分析低至10 μM浓度的H2O2,也可在1.3-40.7 μM的浓度范围内对H2O2进行定量分析,检测下限可达到0.6μM。这种检测方法操作简单,检测迅速,重现性好,灵敏度高,有望成为检测过氧化氢的有力工具。

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参考文献

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基于纳米金团聚非标记比色检测过氧水

致谢

走的最快的总是时间,来不及感叹,大学生活已近尾声,四年多的努力与付出,随着本次论文的完成,将要划下完美的句号。

从课题选择到具体的写作过程,无不凝聚着老师的心血和汗水。老师要指导很多同学的论文,加上本来就有的教学任务和科研项目,工作量之大可想而知,他还在百忙之中抽出大量的时间来指导我们。他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪,他的渊博的专业知识,精益求精的工作作风,严以律己、宽以待人的崇高风范,将一直是我工作、学习中的榜样。在我的毕业论文写作期间,老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议,没有这样的帮助和关怀,我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向张松柏老师表示深深的感谢和崇高的敬意。

同时,论文的顺利完成,离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中,各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见,让我掌握了毕业论文答辩怎么写。在在他们的帮助下,论文得以不断的完善,最终帮助我完整的写完了整个论文。

最后,也是最重要的,我要感谢我的父母,因为没有他们,就没有现在站在这里的我,是他们给以我生命,给以我大学的机会,是他们创就今天的我。对于你们,我充满无限的感激。

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