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贵金属纳米材料,尤其是金/银纳米材料,由于其优异的性质/性能,例如:优秀的光学性质、高效的催化性质以及良好的生物相容性质等,在近些年来,受到了越来越多的关注。其主要的研究内容,包括金/银纳米材料的合成、功能设计以及生物医学应用等,也成为了化学、材料和生物医学等交叉领域的研究热点。另一方面,随着纳米科学/技术的快速发展和纳米材料的广泛使用,纳米材料的环境/生物暴露以及随之而来的环境/生物影响,包括纳米材料与生物膜之间的相互作用,也成为了人们的关注热点之一。因此,本论文合成了多种的金/银纳米材料,考察配体和表面性质等因素对于纳米材料性质的影响,尤其是DNA序列对于DNA保护的银纳米团簇(DNA-AgNC)光谱性质的影响。进一步地,本论文以荧光猝灭法,考察了金纳米颗粒表面的静电/疏水性质及协同;设计了一种基于金纳米颗粒的表面疏水静电协同的荧光恢复型LPS传感探针,考察了静电/疏水相互作用及其协同对于探针灵敏度以及选择性的影响。之后,以金纳米颗粒作为典型的纳米材料,系统地调控了金纳米颗粒的表面配体结构;通过荧光渗漏法、荧光猝灭法以及DLS等手段,考察了它们与4种不同脂质体(作为典型生物膜)之间的相互作用;并将所得结果与细胞实验的结果进行了比照。 本论文共分为四章,包含以下主要研究内容: 第一章为绪论,综述了1)金纳米颗粒的合成、LSPR性质以及生物关键分子检测应用;2)荧光贵金属纳米团簇的合成与检测应用;3)纳米材料的生物学效应,着重于纳米材料与生物膜之间相互作用及相应的细胞学后果。之后,提出本论文工作的研究思路与意义。 第二章中,合成了4种不同静电/疏水性质的荧光体(1-4)以及两种不同静电性质的金纳米颗粒;以荧光猝灭法,考察了金纳米颗粒表面的静电/疏水性质及协同。结果显示,当疏水作用与静电吸引同时存在时,荧光体与金纳米颗粒之间的结合不仅高效,而且呈现出正协同。之后,基于金纳米颗粒(MTA-Au)-荧光体的复合物构建荧光恢复型脂多糖(LPS)的探针,结果显示,荧光体与MTA-Au之间的作用力在很大程度上决定了探针对LPS的灵敏度与选择性。 第三章中,系统地调控了金纳米颗粒(AuNPs)的表面配体组成,考察了它们与4种不同脂质体之间的相互作用。结果显示,在AuNPs与磷脂膜相互作用中表面大尺寸/芳香性配体扮演着重要的角色,并且不同于普通的碳氢链的作用。疏水性的表面大尺寸/芳香性配体能够通过疏水相互作用插入到磷脂膜的疏水层,导致脂质体或者细胞膜的扰动,改变其渗透性质。进一步地,通过比较末端基团分别为环己烷与吲哚环的作用情况,认为在AuNPs与脂质体的吸附与相互作用中,配体的大尺寸性质较之芳香性质有着更为重要的作用。 第四章中,系统地研究了寡聚同核苷酸对于以B序列为模板的DNA-AgNC光谱性质的影响,发现其效应不仅与核苷酸的种类与聚合度有关,而且与寡聚核苷酸的接入位置密切相关。其中,重点研究了寡聚胸腺嘧啶(Poly T)的影响,尽管T被认为与Ag相互作用最弱。结果显示,将Poly T置于B序列的末端显著地减弱所形成AgNC的荧光,而将Poly T插入两段B序列中间则极大地增强了其荧光。 最后,对本论文的研究内容进行了总结和展望。