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摘 要

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 纳米材料 1

1.1.1 纳米材料简述 1

1.1.2 纳米材料的表征 1

1.1.3 纳米材料的应用 2

1.2 纳米金 3

1.2.1 纳米金简述 3

1.2.2 纳米金性质 4

1.2.3 纳米金制备与表征 5

1.2.4 纳米金应用 6

1.3 荧光内滤效应（inner filter effect，IFE） 11

1.4 本课题的研究内容及意义 12

第二章 基于Au NPs和CdS QDs的荧光内滤效应检测脂肪酶酶活 13

2.1 引言 13

2.2 实验试剂与仪器 13

2.3 实验内容 14

2.3.1 溶液的配置 14

2.3.2 AuNPs的合成及修饰 15

2.3.3 L-Cys修饰的CdS的合成 15

2.3.4 实验过程 15

2.4 结果与讨论 16

2.4.1 Au NPs以及 L-Cys-CdS的表征 16

2.4.2 机理验证 17

2.4.3 MT浓度的影响 18

2.4.4 PB缓冲溶液离子强度的影响 20

2.4.5 体系pH优化 21

2.4.6 反应温度优化 22

2.4.7 反应时间优化 23

第三章 结论与展望 25

参考文献 26

致谢 33

摘要

纳米金（Au NPs）具有独特的局部表面等离子体共振（LSPR） 特性和很高的消光系数等特性使其在构建传感器方面倍受青睐。本论文利用纳米金具有很好的荧光淬灭的效果，对其进行功能化修饰作为能量吸收体，选取同样功能化修饰的CdS量子点作为荧光体，设计了一种基于荧光内滤效应（inner filter effect，IFE）具有双信号的传感器应用于脂肪酶酶活的检测。大致内容如下：Au NPs用巯基乙酸甲酯（MT）修饰（Au-S键易形成且较强），CdS QDs用L-半胱氨酸修饰（L-Cys）。在检测体系中，当MT-Au NPs与L-Cys-CdS混合后，CdS QDs荧光减弱，再加入脂肪酶后，催化水解修饰于Au NPs表面的MT，导致Au NPs的聚集，淬灭能力减弱，然后体系的荧光值恢复。我们可以通过荧光和吸光度的变化体现酶活，还基于此做了一系列实验进行优化，以期达到最好效果。

关键词：纳米金 量子点 脂肪酶 IFE

ABSTRACT

Gold nanoparticles (Au NPs) have a unique local surface plasmon resonance (LSPR) characteristics and high extinction coefficient and other characteristics ,making it in the construction of sensors favored. In this paper, Au NPs have a good effect of fluorescence quenching, making its functional modification as energy absorber, selecting the same functional modification of CdS quantum dots as a phosphor, and designing a sensor based on the inner filter effect (IFE) with double signal that is used for the detection of lipase activity. The main contents are as follows: Au NPs are modified with methyl thioglycolate (MT) (Au-S bond is easy to form and strong),and CdS QDs are modified with L-cysteine (L-Cys). In the detection system, when MT-Au NPs are mixed with L-Cys-CdS, the fluorescence of the system is reduced. After adding lipase, the MT of the Au NPs surface is catalyzed and hydrolyzed, resulting in the aggregation of Au NPs and weakening of quenching ability, and then the fluorescence values of the system are restored. We can reflect the lipase activity by the change of fluorescence and absorbance ,also making a series of experiments to optimize in order to achieve the best results.

Key Words: Gold nanoparticles; quantum dots; lipase; IFE

第一章 绪论

1.1 纳米材料

1.1.1 纳米材料简述

在1974年，东京科技大学的N.Tanighchi的一篇文章内提出了纳米技术这一术语用于描述亚微米尺度下对原子和分子的精确控制。但是，大多数人认为1959年R.Feynman的一次报告提出了纳米科技的根本涵义，是开启纳米新时代的重要标志。1984年首次出现了以“纳米”命名的材料，是德国格莱特合成的一种只有5nm尺度的材料。1990年正式提出了一种新术语：纳米材料，从此纳米材料举世闻名。

纳米粒子通常是指尺度在 1 ~ 100 nm 范围内的粒子，由于尺寸的独特反而使其在各个领域具有与其他粒子迥异的性质。而纳米材料通常是指三维空间中至少一维在纳米范围的材料。纳米材料至今大致经历了三个发展阶段：

1994年至今：以纳米的自组装和人工组装为主，研究范畴也扩大化

1990至1994年之间：集中于各类纳米复合材料的研究

1990年之前：研究单一，以合成纳米颗粒、粉体或块体为主

伴随着全新的科技时代，纳米科技逐渐步入了飞速发展的黄金时期，经过这么多年的发展，现如今纳米科技已成为了融合物理、电子、材料、化学、生物等多门学科理论与技术，可以对医疗健康、能源化工、航空航天等小到日常生活大到涉及国家战略发展的多个层次产生深远影响的新技术。在进入21世纪后，各个国家在意识到了纳米科技诱发新科技革命的潜力均开始加大对其的支持力度。尤其是在美国多次出台法律及政策以促进纳米科技的发展^[1]。中国同样不甘落后，早在2003年多个部门和科研组织的努力下在北京创立了第一个国家级专业纳米科学研究中心——国家纳米科学中心，此外国内各大高校及研究院所也逐步成立多个专项纳米研究机构。

1.1.2 纳米材料的表征

纳米科技是未来高科技的基础，其分析与表征具有重要意义和作用。在此大致分类归纳^[2]，不做一一叙述，如表1-1

表1-1纳米材料表征方法简介

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