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铂、蛋白质和阳离子表面活性剂纳米微粒的Rayleigh散射光谱研究及应用

罗杨合

  第一部分:铂纳米微粒是扫描隧道显微镜纳米探针的重要材料,也是一种很好的催化剂,其催化活性与铂微粒的界面特性紧密相关。因此,研究铂纳米微粒的合成、表征及应用具有重要意义。本论文采用微波高压液相合成法,在3.4×10-3 mol/L柠檬酸三钠-8.0×10-4 mol/L铂(IV)- 0.04 mg/mL聚丙烯酰胺-850W-4min的反应条件下,制备了液相铂纳米粒子,研究了其吸收光谱和Rayleigh散射光谱特性。研究结果表明,铂纳米粒子呈球形,粒径约10 nm ;在紫外可见光400-800nm范围内无吸收峰,随着波长的降低其吸收增大。液相铂纳米粒子在0.5-4.0×10-4 mol?L-1 Pt范围内与A300 nm、 A400 nm、 A450 nm 和 A500 nm 成线性关系,表明Pt纳米微粒的粒径相同;较高浓度的铂纳米粒子稀释后在0.5-8.0×10-4 mol.L-1 Pt范围内与A400 nm和A500 nm 成线性关系,表明Pt纳米微粒稳定、无沉淀,系由于稳定剂聚丙烯酰胺存在之故;在4.0×10-5-4.0×10-4mol/L Pt范围内液相铂纳米粒子体系的Rayleigh散射光谱主要由光源决定,在400nm、470 nm、510 nm、800 nm和940nm产生五个Rayleigh散射峰。对于高浓度的铂纳米粒子(8.0×10-4mol/L Pt)由于浓度散射猝灭效应导致Rayleigh散射光强度减弱。第二部分:人血清白蛋白(HSA)是人体内血浆的主要成分之一,它可以与许多金属离子结合。杂多酸具有抗菌、抗爱兹病毒等作用,它进入血液必然与HSA作用。因此,研究杂多酸与HSA的相互作用具有重要意义。HSA具有荧光,利用它从分子水平来研究它与金属离子、药物分子相互作用导致荧光猝灭已有报道,但大多未扣除药物分子、金属离子本身对290nm 激发光的吸收引起的荧光强度降低。本论文从形成缔合纳米微粒的角度采用Rayleigh散射光谱、吸收光谱、透射电镜研究了硅钨杂多酸(SiW)使HSA荧光猝灭的机理。研究结果表明,在pH7.40tris的缓冲溶液中,HSA-SiW体系中存在粒径约50nm的缔合纳米微粒,导致HSA350nm处的荧光峰猝灭,体系瑞利散射大大增强,在470nm产生1个Rayleigh散射峰。由于SiW在290 nm处的光吸收很弱,可忽略SiW分子吸收对荧光猝灭的影响。硅钨杂多酸(SiW)使HSA荧光猝灭的机理是,HSA肽链上带正电的氨基与SiW阴离子通过静电引力作用形成HSA(SiW)n离子缔合物,并进一步通过分子间作用力和疏水作用力聚集成[HSA(SiW)n]m缔合纳米微粒,且HSA荧光基团被包裹在缔合纳米微粒体内,导致荧光猝灭和Rayleigh散射增强。第三部分:阳离子表面活性剂因具有优良的特性而广泛应用,研究阳离子表面活性剂光谱特性具有重要意义。阳离子表面活性剂浓度较高时形成胶束(纳米微粒)的光谱研究已有报道,但阳离子表面活性剂与无机阴离子形成缔合纳米微粒的Rayleigh散射光谱研究报道较少。本文研究了[AuI4]―-十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)体系的Rayleigh散射光谱及一些水溶性有机溶剂对该体系的影响。结果表明,在pH 7.0 Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中,AuI4-—CTMAB体系存在粒径约43nm的缔合纳米微粒;在pH3.6-7.0,Au(III)浓度大于0.6×10-5 mol/L,KI浓度大于0.8×10-4 mol/L,CTMAB浓度大于0.8×10-5 mol/L的条件下,AuI4-—CTMAB体系在470nm处的瑞利散射明显增强。其机理是,[AuI4]-和CTMAB通过静电引力作用形成1:1的疏水性(AuI4-CTMAB)缔合物分子,并进一步通过分子间作用力和疏水作用力聚集成 (AuI4-CTMAB)n缔合纳米微粒。第四部分:阳离子表面活性剂在工业和日常生活中应用广泛,测定阳离子表面活性剂的含量具有重要意义。阳离子表面活性剂的测定方法有滴定法、表面张力法、紫外吸收光谱法、核磁共振法、气相色谱法等,迄今未见基于阳离子表面活性剂形成缔合微粒而建立的分析方法报道。我们通过Rayleigh散射光谱的研究发现,[AuI4]―与十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)可通过静电引力作用形成疏水性的(AuI4-CTMAB)缔合物分子,并进一步通过较强的分子间作用和疏水作用形成稳定的红紫色(AuI4-CTMAB)n缔合纳米微粒,在560nm有最大吸收峰。本论文据此建立了一种测定阳离子表面活性剂含量的分光光度新方法。最佳测定条件为1.0×10-2mol/L HCl-8.0×10-5mol/L Au(III)-2.0×10-3mol/L KI;CTMAB浓度在0~7.0×10-5mol/L范围内A560 nm符合比耳定律,回归方程为A560 nm =0.989×104CCTMAB+0.0138,相关系数R为0.9997,摩尔吸光系数ε为1.058×104L·mol-1·cm-1。500倍的Mg(II)、尿素,400倍的Zn(II) 、Ba(II )、Cu(II),200倍的Ca(II)、 Mn(II) 、Cr(III),100倍的蔗糖、葡萄糖、Fe(III) 、Ni(II),30倍的 Co(II),10倍的甘氨酸等不干扰测定。测定合成样品回收率在93.68-96.35 %之间,相对标准偏差在2.85-6.15‰之间。测定市售新洁尔净样品中总阳离子表面活性剂的含量为10.69 mg/L,与参考结果(10 mg/L)一致。……   
[关键词]:铂纳米粒子;人血清白蛋白;阳离子表面活性剂;缔合纳米微粒;Rayleigh散射光谱;荧光猝灭;分光光度法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:广西师范大学2003年