（分析化学专业论文）蛋白质金属纳米粒子体系荧光增强效应及其分析应用.pdf

山东大学博士学位论文 摘要 近年来，随着纳米科技的兴起，金属纳米粒子以其独特的光学和电学性质， 良好的稳定性小尺寸和表面效应以及独特的生物亲和性，使其在医药、卫生分 析以及生化免疫等领域显示了潜在的价值，引起广大科技工作者的兴趣。金属纳 米粒子独特的表面效应是其具有优良性能以及与其他材料复合时表现出来的独 特性能的关键。金属纳米微粒的粒径、形状以及排列情况与其紫外一可见吸收光 谱、表面增强拉曼散射( s e r s ) 光谱、共振散射光谱以及荧光光谱之间有强烈的 依赖关系。金属纳米颗粒与荧光分子直接结合或经修饰后连接，可以改变荧光体 系的紫外一可见吸收光谱、增强表面拉曼散射光谱和共振散射光谱，对荧光光谱 的影响随金属纳米颗粒的种类以及荧光分子的种类不同可产生猝灭作用也可产 生增强作用。 本论文以分析化学、生物化学以及材料化学为研究背景，结合纳米科学技术 手段，并利用荧光光谱、吸收光谱、光散射光谱、园二色谱、透射电子显微镜和 高分辨透射电子显微镜、荧光寿命以及z e t a 电位等测定技术，研究了各种蛋白 质对各种金属纳米荧光体系的荧光增强作用，探讨了蛋白质与金属纳米粒子结合 及其荧光增强作用的机理，建立了利用金属纳米粒子作为荧光探针来测定微量蛋 白质的分析方法。 论文的第一章阐述了金属纳米颗粒的制备方法、金属纳米颗粒的应用、研究 进展以及发展趋势。共引用文献1 9 1 篇。 论文的第二章研究了蛋白质对金纳米颗粒近红外荧光的增强效应及其分析 应用。利用液相还原法制备了不同大小的金纳米颗粒。吸收光谱研究指出，大颗 粒胶体金只在2 5 0 h m 处有吸收，随胶体金粒径减小至2 1 n m ，在5 2 5 m 处出现新 的吸收峰，且其强度随纳米颗粒的减小而增强，并伴有吸收峰的兰移。研究发现， 1 5 n m 的金纳米颗粒能够发射近红外荧光，其激发和发射峰分别为5 3 8 n m 和 8 1 1 2 r i m 。同时还发现，蛋白质能够明显增强金纳米近红外荧光强度，并研究了 影响荧光增强效应的各种因素。实验指出，在最佳实验条件下( 即1 5 r i m 的纳米 金颗粒，p h 7 0 时) ，蛋白质浓度在一定范围内与体系的荧光强度呈线性关系， p 4 5 0 、b s a 、h r p 、和h s a 的线性范围分别是2 3 x1 0 。1 o x1 0 m o l l 、2 o x 山东大学博士学位论文 1 0 4 1 5 x1 0 - s m o l l 、i 5 1 0 。- i 5 x1 0 4 m o l l 和i 5 x1 0 - - i 5 x1 0 - s m o l l ，它 们的检出限分别达到2 4 x 1 0 1 m o l l 、2 2 x l o 。m o l l 、2 0 1 0 1 m o l l 和2 0 1 0 1 m o l l ，可见该方法具有较高的灵敏度。该方法已用于实际样品的分析，其结 果令人满意。本文以b s a 蛋白质金纳米荧光体系为代表，利用z e t a 电位、荧光 寿命、t e m 电镜、吸收光谱、共振散射光谱、园二色谱以及荧光光谱等技术，研 究了体系中蛋白质与金纳米颗粒间的相互作用和蛋白质对金纳米颗粒近红外荧 光的增强机理。研究表明，金纳米颗粒表面荷负电，能与蛋白质结合。认为胶体 金以蛋白质为模板能够在其表面发生聚集，金纳米体系按一定的规律定向排列， 纳米粒子聚集后间距减小，导致表面等离子体传播特性的改变以及局域表面等离 子体模式和表面等离子体模式的相互作用，这种相互作用受到外围环境的介电特 性的影响。同时，金属粒子所产生的等离子体可以增强其表面周围环境的电场， 这种增强的电场可以和周围环境发生相互作用，其表现为如吸收光谱兰移等光谱 特性的改变。这可能是使整个金标记蛋白体系荧光强度增强的部分原因。而蛋白 质为金纳米颗粒提供的疏水性环境是荧光体系荧光增强的另一原因。 论文的第三章研究了铕纳米颗粒的制备、光谱性质和蛋白质对其荧光的增强 效应及其分析应用利用单宁酸做还原剂，首次将金属铕从它的硝酸盐中还原出 来，制成金属铕纳米颗粒。以硫辛酸做修饰剂，修饰铕纳米颗粒，并与蛋白质结 合。比较修饰、结合蛋白质前后纳米颗粒的光学性质的变化。研究指出，通过还 原剂的不同用量可以控制生成的铕纳米颗粒的大小，随着还原荆单宁酸用量的逐 渐减少，生成的铕纳米颗粒直径不断增大。各种粒径的铕纳米颗粒都在2 7 5 n m 处有最大吸收，且随着铕纳米颗粒直径的增大，吸收峰的位置没有变化而吸收峰 的强度逐渐增强。研究发现，铕纳米颗粒能够发射紫外荧光，其激发和发射峰分 别在2 7 5 n m 和3 8 0 n m 左右；随着纳米颗粒的增大，其荧光强度逐渐增强而发射 蜂逐渐兰移。铕纳米颗粒这种荧光性质的尺寸效应明显不同于贵金属纳米的荧光 尺寸效应( 随着纳米颗粒的增大，荧光峰红移) 。铕纳米颗粒经硫辛酸修饰后荧 光强度有所降低，但与蛋白质结合后荧光强度明显增强，且发射峰位置兰移。同 时，研究了影响体系荧光强度的各种影响因素。在最佳条件下，即2 0 n m 铕颗粒 经硫辛酸修饰后，在p h 6 0 的磷酸盐溶液中和s d b s 存在下，体系荧光强度的增 加与蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系，b s a 、h r p 、p 4 5 0 、o m p 以及n s e 山东大学博士学位论文 的线性范围分别为6 o x l o - i 2 x l o 巧g m l 、2 0 x l o l 1 5 x l f f 5 9 m l 、6 o x l 0 4 - 1 4 x i o m l 、2 0 x l 矿i 8 x 1 0 。5 9 m l 和3 0 x 1 0 4 - 1 2 x l o g m 1 。它们的检出限分别 为3 2 1 0 g m l 、1 o x l o g m l 、2 9 1 0 8 咖l 、9 8 x l o m l 和1 2 1 0 g m l 。可见 该方法有较高的灵敏度和较宽的线性范围。该方法已用于实际样品分析，结果令 人满意。该文还研究了蛋白质与铕纳米颗粒间的相互作用，并探讨了蛋白质对铕 纳米荧光增强的机理。研究表明，铕纳米颗粒通过硫辛酸与蛋白质结合，并发生 了能量转移，即b s a 将吸收的能量通过分子间能量转移的形式转移给铕纳米颗 粒。从而使铕纳米颗粒的特征荧光强度增强。s d b s 的存在使体系的荧光强度进 一步增强，一方面是由于s d b s 也将吸收的能量传递给e u - l i p o i ca c i d - b s a 体系， 使得e u - l i p o i ca c i d - b s a 体系荧光增强；另一方面，s d b s 和蛋白质为体系所提 供的疏水环境能够减少络合物和水分子之间的碰撞，从而减少因碰撞而导致体系 的能量损失。因此，体系的荧光量子产率提高，体系的荧光强度明显增强。 论文的第四章研究了铽纳米颗粒的制各、光谱性质和蛋白质对其荧光的增强 效应及其分析应用。利用单宁酸做还原荆，首次将金属铽从它的硝酸盐中还原出 来，制成金属铽纳米颗粒。以巯基丙酸做修饰剂，修饰铽纳米颗粒，并与蛋白质 结合。比较修饰、结合蛋白质前后纳米颗粒的光学性质的变化。研究表明，通过 还原剂的不同用量可以控制生成的铽纳米颗粒的大小，随着还原剂单宁酸用量的 逐渐增加，生成的铽纳米颗粒直径不断减小。各种粒径的铽纳米颗粒都在2 7 5 n m 处有最大吸收，且随着铽纳米颗粒直径的增大，吸收峰的位置没有明显变化而吸 收峰的强度逐渐增强。研究指出，铽纳米颗粒能够发射紫外荧光，其激发和发射 峰分别位于2 5 6 n m 和3 8 8 n m 左右：且随着纳米颗粒变小，荧光强度逐渐变弱， 但发射峰位置没有变化。以巯基丙酸做修饰剂，修饰铽纳米颗粒，可与蛋白质结 合，且结合后体系的荧光强度明显增强，并伴随发射峰位置兰移。同时，研究了 影响体系荧光强度的各种影响因素。在最佳实验条件下( 即2 0 n m 铽纳米颗粒， p h 6 8 的磷酸盐缓冲溶液，c t a b 浓度为5 0 x 1 0 巧m o f l 时) ，体系荧光强度的增 加与蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系，b s a 、h r p 、p 4 5 0 、o m p 以及n s e 的线性范围分别为8 0 x l 旷- 1 o x l 0 4 酬、3 0 x 1 0 4 - 8 o x l 0 4 9 m l 、 5 0 x 1 0 4 - 1 2 x 1 0 s g m l 、3 0 x l o l 9 o l o s g m l 和4 o l 矿1 1 x 1 0 s g m l 。它们的检 出限分别为3 4 1 0 4 9 m l 、2 1 1 0 4 鲈m 、1 9 1 0 4 倒、8 9 x 1 0 母g m l 和1 1 x l o 。8 9 h d 。 m 山东大学博士学位论文 可见该方法有较高的灵敏度和较宽的线性范围。该方法已用于实际样品分析，结 果令人满意本文还以b s a 蛋白质铽纳米荧光体系为代表，研究了蛋白质与铽 纳米颗粒间的相互作用，并探讨了蛋白质增强铽纳米荧光荧光强度的机理。研究 认为，铽纳米颗粒通过巯基丙酸与蛋白质结合，并发生了能量转移，即b s a 将 吸收的能量通过分子间能量转移的形式传递给铽，从而使铽的特征荧光强度增 强。c t a b 的加入使体系的荧光强度增强，一方面是由于c t a b 也能将能量传递 给铽纳米荧光体系，使得t b - m e r c a p t o p r o p i o n i ca c i d b s a 体系荧光增强：另一方 面，c t a b 和蛋白质为体系所提供的疏水环境能够减少络合物和水分子之间的碰 撞，从而减少因碰撞而导致体系的能量损失。因此，体系的荧光量子产率提高和 荧光强度明显增强。 论文的第五章研究了金属纳米粒子与蛋白质间的荧光增强作用。将前期工作 中新发现的金纳米颗粒近红外荧光特性以及新纳米材料金属铕纳米颗粒的荧光 性质与金属纳米粒子表面荧光增强效应结合起来，研究金属纳米颗粒与蛋白质问 的荧光增强效应，为建立样品用量少而灵敏的蛋白质荧光分析方法奠定了基础。 本文将金属( 金、铕) 纳米颗粒及其标记物固定在石英玻璃表面上，不仅研究了 金属纳米岛膜表面对蛋白质荧光的增强作用，而且研究了蛋白质对金属纳米岛膜 荧光的增强作用。研究表明，p 4 5 0 能够明显增强金纳米岛膜的紫外荧光( e x = 2 3 0 n m ， e m = 4 0 0 n m ) 和近红外荧光( e x = 5 3 8 n m ， e r a = 8 11 2 r i m ) ；而胶原 蛋白隔离的金纳米岛膜对b s a 的荧光有大的增强作用。与金纳米岛膜相比，铕 纳米岛膜表面的增强作用较差。由于固体支架的准确固定、石英片的材质和厚度 的均匀成度等因素都对金属纳米岛膜定量分析的准确度产生影响，所以，该方法 还存在实验操作中的具体问题，有待于进一步研究。机理研究表明，首先，蛋白 质与金纳米颗粒结合后可以提供较强的疏水微环境，从而使体系荧光强度增强。 另外，在金岛膜的作用下，b s a 中酪氨酸残基的荧光得到了明显的增强，并且已 经超过了色氨酸残基的同步荧光强度。这是因为低量子产率的酪氨酸残基分子接 近金岛膜纳米粒子后，荧光猝灭碰撞明显减少，并且辐射速率比猝灭速率更快， 从而导致了低量子产率荧光基团的荧光强度得到显著增强。 本论文的主要特点和创新点 1 研究发现，1 5 r i m 左右的金纳米颗粒能够发射近红外荧光，其激发和发 山东大学博士学位论文 射峰分别为5 3 8 n m 和8 1 1 2 r i m ；随着纳米颗粒的减小，其荧光强度逐渐增强，且 荧光峰位置不变；而蛋白质能够明显增强该近红外荧光强度。实验表明，在最佳 实验条件下。体系的荧光强度的增加值与蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系 据此以金纳米颗粒为荧光探针建立了蛋白质近红外荧光测定新方法。 利用z e t a 电位、t 蹦、吸收光谱、荧光光谱、共振散射光谱、圆二色谱和芘 探针等技术研究了体系中蛋白质与金纳米颗粒间的相互作用，并提出了蛋白质对 金纳米颗粒近红外荧光的增强机理 2 ， 利用单宁酸骰还原荆，首次制备了单一金属铕纳米颗粒，并研究了其光 谱性质研究发现，铕纳米颗粒能够发射紫外荧光，其激发和发射峰分别为2 7 5 n m 和3 8 0 h e ；随着纳米颗粒的增大，其荧光强度逐渐增强，而荧光峰逐渐兰移。可 见，铕纳米颗粒的这种荧光性质的尺寸效应明显不同于贵金属纳米颗粒的荧光尺 寸效应研究指出，在s d b s 存在下蛋白质能够明显增强经硫辛酸修饰的铕纳 米颗粒的荧光，且发射峰位置兰移在最佳实验条件下，体系荧光强度的增加与 蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系。并以此建立了以铕纳米颗粒作为荧光探针 的蛋白质新的测定方法。 3 利用单宁酸做还原剂，首次制备了单一金属铽纳米颗粒，并研究了其 光谱性质。研究发现，铽纳米颗粒能够发射紫外荧光，其激发和发射峰分别为 2 5 6 n m 和3 8 8 2 r i m ；铽纳米颗粒越小，荧光强度越弱，但其荧光峰位置几乎没有 变化。研究指出，在c t a b 存在下，蛋白质能够明显增强巯基丙酸修饰的铽纳米 颗粒的荧光强度，且发射峰位置兰移。在最佳实验条件下，体系荧光强度的增加 与蛋白质浓度在一定范围内呈线性关系。并以此建立了蛋白质定新的荧光光度 法。 4 本文利用z e t a 电位、吸收光谱、共振光散射光谱、圆二色光谱和同步 荧光光谱技术研究了蛋白质分别与铕、铽纳米颗粒间的相互作用和蛋自质对纳米 颗粒荧光的增强机理。研究认为，铕和铽纳米颗粒分别通过硫辛酸和巯基丙酸与 蛋白质相结合并发生了能量转移，即蛋白质吸收的能量通过分子间能量转移给铕 和铽纳米颗粒，从而引起铕和铽纳米颗粒荧光的增强。表面活性剂s d b s 和c t a b 的加入能分别使铕和铽纳米颗粒体系的荧光强度增强，一方面是由于表面活性剂 能分别参与两个体系的能量转移，另一方面表面活性剂和蛋白质能提供疏水环 v 山东大学博士学位论文 境，使体系的荧光量子产率提高，导致两体系的荧光明显增强。 5 利用金属( 金、铕) 纳米岛膜表面不仅研究了它对蛋白质荧光的增强作 用，而且也研究了蛋白质对金属纳米岛膜荧光的增强作用。研究表明，金纳米岛 膜的增强作用优于铕纳米岛膜的增强作用。p 4 5 0 能明显增强金纳米岛膜的紫外 荧光和近红外荧光；而用胶原蛋白作为隔离层的金纳米岛膜对b s a 荧光有较大的 增强作用。 上述研究不仅扩展了金属纳米颗粒的范围，而且丰富了金属纳米颗粒的光谱 性质，因而对纳米材料和纳米生物技术的发展具有重要的意义 关键词：金属纳米颗粒蛋白质荧光增强效应表面增强的荧光表面活性剂 能量转移 v i 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t i nt h er e c e n ty e a r s , a l o n gw i t ht h er i s eo fn a n os c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , m c i t a l n a o p a r t i c l e sa r ew i d e l yu s e da n d s t u d i e db ys p a c i o u sr e s e a r c h e r si nm e d i c i n e , s a n i t a r y a n a l y s i sa n d b i o - e h e m i c a li m m u n i t y , a n di nw h i c hs h o w e dp o t e n t i a la p p l i c a t i o nv a l u e ， b e c a u s eo ft h ep a r t i c u l a ro p t i c a la n de l e c t r i c a lp r o p e r t i e s ，h i 曲s t a b i l i t y , s m a l l d i m e n s i o na n ds u p e r f i c i a le f f e c t sa n di t su n i q u eb i o - a f f m i t i e s t h eu n i q u es u p e r f i c i a l e f f e c t so f m e t a ln a n o p a r t i c l e sa r ct h ek e yp r o p e r t i e st oe x h i b i te x c e l l e n ta n dp a r t i c u l a r c a p a b i l i t i e s w h e n c o m p o s i t e w i t ho t h e rm a t e r i a l s t h e u v - v i s i b l es p e c t r a , s u r f a c e - e n h a n c e dr a m a ns c a t t e r i n g ( s e r s ) , r e s o n a n c el i g h ts c a t t e r i n 9 0 l l s ) a n d f l u o r e s c e n c es p e c t r ao fm e t a ln a n o p a r t i c l e sh a v es t r o n gr e l a t i o n sw i t ht h es i z e ，s h a p e a n dp a r t i c l ea r r a n g e m e n to fm e t a ln a n o p a r t i c l e s ，a n dt h ed i r e c tc o m b i n a t i o no r c o n n e c t e db ym o d i f i c a t i o nw i t hf l u o r e s c e n tm o l e c u l e sc a da l s oi n f l u e n c et h e s es p t r a o ff l u o r e s c e n t 研航t h ei n f l u e n c e so nf l u o r e s c e n c es p e c t r ao fm e t a ln a n o p a r t i c l e = m a yb r i n ga b o u tf l u o r e s c e n tq u e n c h i n go rf l u o r e s c e n te n h a n c e m e n t , d e p e n do n t h e c a t e g o r i e so f m e t a ln a n o p a r t i c l e sa n d f l u o r e s c e n tm o l e c u l e s b a s e do nt h er e s e a r c h e so fa n a l y t i c a lc h e m i s t r y , b i o c h e m i s t r ya n dm a t e r i a l c h e m i s t r y , c o m b i n e dw i t ht h es a n e s c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , a n du s i n g t h et e c h n i q u e s o ff l u o r e s c e n c e ，a b s o r p t i o n ，l i g h ts c a t t e r i n ga n dc i r c u l a rd i c h r o i s m ( c d ) s p e c t r e - s c o p i e s ，t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ( t e l v d ，h i g h - r e s o l u t i o n t r a n s m i s s i o n e l e c t r o nm i c r o s c o p e ，a n dz e t ap o t e n t i a lm e a s u r e m e n t , w es t u d i e dt h e f l u o r e s c e n t e n h a n c e m e n te f f e c t so fp r o t e i n - m e t a ln a n o p a r t i c l es y s t e m s ，d i s c u s s e dt h ei n t e r a c t i o n a n dt h ef l u o r e s c e n c ee n h a n c e m e n tm e c h a n i s m , a n de s t a b l i s h e dt h en e wf l u o r e s c e n t m e t h o d sf o rt h ed e t e r m i n a t i o no f t r a c ep r o t e i n sw i t hm e t a ln a n o p a r t i c l e sa st h ep r o b e 。 i nt h ef i r s tp a r to ft h et h e s i s 。w c 乳瑚越n 缸i z e dt h er e s e a r c hp r o g r e s s e so fm e t a l n a n o - s c i e n c e ，t h em e t h o d so fp r e p a r a t i o na n dt h eu s a g eo fm e t a ln a n o p a r t i c l e s , p r e d i c t e dt h et r e n d sa n dp r o s p e c t so f m e t a ll l a n o - s c i e n c ei nt h ef u t u r e 1 9 1r e f e r a n c c s w e r et i t e c l i r im cs e c o n dp a r to f t h i st h e s i s t h en e a ri n f r a r e df l u o r e s c e n c eo f a t t n p sa n di t s v i i 山东大学博士学位论文 e n h a n c e m e n tb yp r o t e i n sw 骶s t u d i e d w eu s e dr e d u c t i o nm e t h o di ns o l u t i o nt o p r o d u c ed i f f e r e n ts i z eg o l dn s n o p a r t i c l e s t h es t u d i e so f t h e i ra b s o r p t i o ns p e c t r o s c o p y s h o w e dt h a tb i gg o l dn a n o p a r t i c l e sh a v ea b s o r p t i o np e a k so n l ya t2 5 0 n m ，a l o n gw i t h t h ed e c r e a s eo fp a r t i c l es i z et o2 1 n m ，an e w a b s o r p t i o np e a i 【e m c e e da t5 2 5 n m , a n d i t si n t e n s i t yw a si n c r e a s e dw i t ht h ed e c r e a s eo fp a r t i c l es i z e ，a b s o r p t i o np e a ks h i f t e d t os h o r t e rw a v e l e n g t h i tw a sf o u n dt h a t1 5 n mg o l dn a n o n a n o p a r t i c l eh a san e a r i n f r a r e df l u o r e s c e n te m i s s i o n , i t se x c i f i o na n de m i s s i o np e a k sw e r e5 3 8 n ma n d 8 1 1 2 r i m , r e s p e c t i v e l y r e s d ta l s os h o w e dt h a tt h ei n f r a r e df l u o r e s c e n ti n t e n s i t i e so f g o l dn a n o p a r t i c l e sw e r eg r e a t l ye n h a n c e db yp r o t e i n s , a n dt h ef a c t o r sw h i c hc a n i n f l u e n c et h ef l u o r e s c e n c ee n h a n c e m e n tw e 他a l s os t u d i e d e x p e r i m e n t a lr e s u l t s h o w e dt h a t , u n d e rt h eo p t i m i z e dc o n d i t i o n s , t h a ti s1 5 n mg o l dn a n o p a r t i c l a s , a n d p h 7 0p h o s p h o d cb u f f e rs o l u t i o n , t h e r ew a st h el i n e a rr e l a t i o n s h i pb e 帆nt h e f l u o r e a c e n ti n t e n s i f i e so ft h i sn a n o - s y s t e ma n dt h ec o n c e n t r a t i o n so fp r o t e i n si n 矗 d e f i n i t er a n g eo f c o n c e n t r a t i o n s ，t h el i n e a rr a n g e so f p 4 5 0 ，b s 丸h r p 9a n dh s aw e r f 2 3 x l o l 1 0 x 1 0 s m o f l , 2 0 x 1 0 l 1 5 x 1 0 s m o l l ，1 5 x l o l 1 5 x 1 0 s m o l l ，a n d 1 5 x 1 0 l 1 5 x 1 0 s m o l l , r e s p e c t i v e l y , a n dt h ed e t e c t i o nl i m i t sw e r e2 4 4 x 1 0 s m o l l ： 2 2 1 x 1 0 4 t o o l l , 1 9 9 x l o s m o l la n d2 0 1 x 1 0 4 m o l l ，r e s p e c t i v e l y s ot h i sm e t h o d w a ss e n s i t i v e t h i sm e t h o dw a su s e df o r t h ea n a l y s i so f s o m es p e c i f i cs a m p l e sa n dt h e r e s u l t sw e r es a t i s f a c t o r y w et a k eb s aa se x a m p l et od i s c u s st h em e c h a n i s mo ft h e i n t e m c t i o na n dt h ef l u o r e s c e n c ee n h a n c e m e n to f g o l dn a n o p a r t i c l e sb yp r o t e i n su s i n g t h et e c h n i q u e so fz e t am e a s u r e m e n t , f l u o r e s c e n tl i f et i m e s ，t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p e ( t e i v o ，f l u o r e s c e n c es p e c t r o s c o p y , a b s o r p t i o ns p e c t r o s c o p y , l i g h t s c a t t e r i n g , a n dc i r c u l a rd i c h r o i s ms p e c t r o s c o p y ( c d ) r e s u l ts h o w e dt h a tg o l d n a n o p a r t i c l e sc a nd i r e c t l yc o n n e c tt op r o t e i n s ，a g g r e g a t e do r d e r l ya r o u n dt h ep r o t e i n a c c o r d i n gt ot h ep a r t i c l es i z e , s h o r t e nt h ed i s 切n b e t w e e ng o l dn a n o p a r t i c l e s c h a n g e dt h et r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e so fs u l r f a c ep l a s m aa n dr e s u l t e di nt h ei n t e r a c t i o n s b e t w e e nt h em o d e so f l o c a ls u r f a c ep l a s m aa n dt h es u r f a c ep l a s m a t h e s ei n t e r a c t i o n s w e 他i n f l u e n c e db yt h ed i e l e c t r i cp r o p e r t i e so fp e r i p h e r a le n v i r o n m e n t a tt h es a m e t i m e ，t h ep l a s m ap r o d u c e db ym e t a ln a n o p a r t i c l ec a ni n c r e a s et h ee l c c 台o n i cf i e l do f i t sp e r i p h e r a le n v i r o n m e n t , a n dt h ei n c r e a s e de l e c t r o n i cf i e l dc a l li n t e r a c t 、；i ，i t ht h e v i i i 山东大学博士学位论文 p e r i p h e r a le n v i r o n m e n tt h i sm a yb et h ep a r tl e a n st h a tm a k et h ef l u o r e s c e n c e i n t e n s i t yo fn a n o g o l dl a b e l e dp r o t e i n si n c r e a s e a d d i t i o n a l l yt h eh y d r o p h o b i c e n v i r o n m e n tp r o v i d e db yp r o t e i n sc a na l s ol e a dt ot h ei n c r e a s eo fi n f r a r e df l u o r e s c e n t i n t e n s i t yo f g o l dn a n o - s y s t e m mt h et h i r dp a r to f t h et h e s i s t h ep r e p a r a t i o nm e t h o da n dt h eo p t i c a lp r o p e r t i e so f a l o n em e t a le u r o p i u mn a n o p a r t i c l e sa n dt h ef l u o r e s c e n c ee n h a n c e m e n te f f e c t so ft h e s y s t e mw 粥s t u d i e d u s et a n n i ca c i da sr e d u c e r , f o rt l l ef i r s tt i m e t or e d u c ee u r o p i u m i o n st oe u r o p i u mn n n o p a r t i c l e s 。w h i c hw e r em o d i f i e dw i t hl i p o i ca c i di no r d e rt o c o n n e c tw i t hp r o t e i n s r e s u l t ss h o w e dt h a td i f f e r e n ta m o u n to fr e d u c e r sc a np r o d u c e d i f f e r e n ts i z eo fn a n o p a r t i c l e s ，t h el e s s e rt a o n i c a c i du s e d , t h el a r g e rt h es i z eo f e u r o p i u mn a n c p a r t i c l e s 。a l ls i z e so fe u r o p i u mn a n o p a r t i c l e sh a v ea b s o r p t i o np e a k sa t 2 7 5 n m , b u tt h ef l u o r e s c e n c ei n t e n s i t ye n h a n c e sa l o n gw i t ht h ei n c r e a s ei np a r t i c l es i z e r e s u l ts h o w e dt h a t2 0 h me u r o p i u mn a n o p a r t i c l e sh a v eu v - e m i s s i o np e a k sa t3 8 0 n m w i t ht h ee x c i t a t i o no f2 7 5 n m , w h i c hw e r gi n c r e a s e da n db l u es h i f t e da l o n gw i t ht h e i n c r e a s eo f p a r t i c l es i z e t h i ss i z ee f f e c to f e u r o p i u mn a n o p a r t i c l ew a sd i f f e r e n tt ot h a t o fn o b l em e t a ln a n o p a r t i c l eo b v i o u s l y ( t h ee m i s s i o np e a kw a sr e ds h i f t e da l o n gw i t h t h ei n c r e a s eo fs i z e ) t h ef l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yw a sd e c r e a s e db yt h em o d i f i c a t i o no f l i p e i ca c i db u tg r e a t l yi n c r e a s e db yt h ep r o t e i n sw i t hab l u es h i f to f t h ee m i s s i o np c 出 t h ef a c t o r sw h i c hc o u l di n f l u e n c et h ef l u o r e s c e n ti n t e n s i t i e so ft h en r n o - s y s t e mw e r e a l s os t u d i e da lt h es 彻t i m e u n d e rt h eo p t i m i z e dc o n d i t i o n s ，t h a ti s ，l i p o i ca c i d m o d i f i e d2 0 n me u r o p i u mn a n o p a r t i c l e s 。i nt h ep r e s e n c eo fs d b sa n d 。p h 6 0 p h o s p h o r i cb u f f e rs o l u t i o n , t h ef l u o r e s c e n ti n t e n s i t i e so ft h i sn a n o - s y s t e mw a sl i n e a r w i t ht h ec o n c e n t r a t i o n so fp r o t e i n si nad e f i n i t er a n g eo f p r o t e i nc o n c e n t r a t i o n s ，t h e l i n e a rr a n g e so fb s a , h r p 9p 4 5 0 ，o m pa n dn s ew e 旭6 0 x 1 0 8 1 2 1 0 s g m l 。 2 0 x 1 0 l 1 5 1 0 g m i ，6 0 1 0 。1 4 1 0 s g m l 。2 0 1 0 l 1 8 x 1 0 5 9 埘a n d3 0 1 0 8 - 1 2 x 1 0 。5 9 r n i ，r e s p e c t i v e l y , a n dt h e i rd e t e c t i o nl i m i t sw e r ；b3 2 1 0 - 8 咖l ，10 x 1 0 4 9 m l , 2 9 x 1 0 g m l ，9 8 x 1 0 9 9 m ia n d1 2 x 1 0 8 洲，r e s p e c t i v e l y t h e r e f o r e ，t h i sm e t h o d w a ss e n s i t i v ew i t hab r o a d e rl i n e a rr a n g e w eh a v eu s e dt h i sm e t h o dt os o i n es p e c i f i c s a m p l e sa n dt h er e s u l t sa l es a t i s f a c t o r y w eh a v ea l s od i s c u s s e dt h ei n t e r a c t i o no f p r o t e i n sw i t hn a n o p a r t i c l e sa n dt h em e c h a n i s mo ft h ef l u o r e s c e n c ee n h a n c e m e n to f l x 山东大学博士学位论文 e u r o p i u mn a n o p a r t i c l es y s t e mb yt r a c ep r o t e i n s i tw a sc o n s i d e r e dt h a te u r o p i u m n a n o p a r t i c l ec o n j u g a t e d 、i t l lp r o t e i n st h r o u g hl i p o i ca c i dm o d i f i e r , a n dt h e r ew a s a l l e n e r g yt r a n s f e rb e t w e e nt h e m ，t h a tw a s ，t h ee n e r g ya b s o r b e db yt h ep r o t e i nw a s t r a n s f e r