题目：纳米金催化的化学发光体系及其分析应用

贵金属纳米粒子的光学性质能反映纳米粒子的能级结构和表面状态，一直以来都是纳米科学研究的重点之一。入射光诱导下纳米粒子的表面等离子体共振吸收、表面增强拉曼散射、光致发光等光学特性，以及非入射光诱导的纳米粒子的化学发光特性，可用于构建各种新型的分析方法。基于贵金属纳米粒子的新型分析方法研究已成为分析化学研究的热点领域之一。本论文以纳米金的液相催化特性为基础，研究了纳米金对鲁米诺化学发光体系的催化发光性能，结合DNA杂交、免疫反应及核酸适配体识别，建立了非标记均相化学发光检测DNA杂交、蛋白质和金属离子的新方法以及均相化学发光免疫分析新方法。本论文共分为七章。
第一章为文献综述。简要介绍了贵金属纳米粒子的制备方法和物理化学性质，总结了基于贵金属纳米粒子的各种分析方法，重点评述了贵金属纳米粒子参与的化学发光分析方法。最后阐述了本论文的选题背景、研究意义、研究目的和研究内容。
第二章为实验方法与材料部分。
第三章为团聚态纳米金对鲁米诺(luminol)化学发光体系催化性能的增强及其在分析上的应用。以luminol–H2O2和luminol–NaIO4化学发光体系为模型，比较了纳米金团聚前后对luminol化学发光体系催化发光的性能。研究发现，与分散状态的纳米金相比，盐诱导的团聚态纳米金对于luminol–H2O2和luminol–NaIO4化学发光体系具有更强的催化活性。采用UV-Vis、TEM、Zeta电位和XPS等分析手段研究了上述团聚态纳米金对化学发光体系催化性能增强的机理。实验结果表明：纳米金表面负电荷密度的降低是团聚态纳米金催化性能增强的主要原因。此外，研究发现一些带有氨基的有机化合物可以使纳米金发生团聚，且团聚态纳米金的化学发光催化活性明显增强。据此现象，并结合流动注射分析技术，建立了测定这些化合物的化学发光分析法。
第四章为基于纳米金的非标记、均相DNA杂交化学发光检测方法。基于纳米金与单链DNA (ss-DNA)和双链DNA(ds-DNA)之间不同的相互作用，利用探针DNA和目标DNA的杂交反应诱导纳米金发生团聚，并结合纳米金–luminol–H2O2化学发光体系，建立了检测DNA杂交的非标记、均相化学发光分析新方法。该方法中，不需要对纳米金、探针DNA和目标DNA进行任何修饰，且分析过程中的DNA杂交反应和化学发光检测都在均相体系中得以实现。该方法对于目标DNA的检测限(S/N=3)低至1.1 fM。相比于纳米金比色分析，本方法的灵敏度提高了6个数量级。该化学发光分析为DNA杂交检测提供了一种简单、廉价和高灵敏的分析新方法。
第五章为基于纳米金和核酸适配体的化学发光分析法。将核酸识体分子识别模式与团聚态纳米金催化发光特性相结合，建立了一种非标记、均相、简单灵敏测定蛋白质及无机金属离子的新方法。以凝血酶和K+作为模型分析物，在目标分子的存在下，利用适配体构象的改变诱导纳米金的团聚，进而导致luminol–H2O2化学发光反应的发光信号的增强，实现对目标分子的检测。在优化的条件下，凝血酶和K+检测的线性范围分别为6.3×10?14~1.7×10?11M、7.4×10?8~2.1×10?5M。凝血酶和K+的检测限(S/N=3)分别为2.6×10-14M和1.6×10-8M。检测凝血酶和K+的相对标准偏差(R.S.D., n=6)分别为2.9%和3.6%。该方法对于凝血酶和K+的检测均显示出很高的选择性。此外，该分析方法为设计简单、高灵敏度、高选择性的非标记均相化学发光适配体传感器提供了一条新的思路。
第六章为基于抗体修饰纳米金的均相化学发光免疫分析。首次研究了免疫反应诱导的团聚态的纳米金对luminol–H2O2化学发光体系的催化行为。利用抗体修饰的纳米金和抗原发生的免疫反应诱导纳米金团聚，而团聚态纳米金对luminol–H2O2化学发光体系的增强催化效应，建立了一种全新的非溶出均相化学发光免疫分析方法。在优化的实验条件下，人IgG在2.6×10-10~5.3×10-7g/mL的浓度范围内与化学发光信号具有良好的线性关系，其检出限为3.2×10–11g/mL (S/N=3)。对6.2×10–9g/mL的人IgG进行五次重复测定，相对标准偏差(R.S.D.)为4.6%。该方法对实际血清样品的检测结果与经典的酶联免疫吸附分析方法所得结果能够很好的吻合。
第七章为纳米银对鲁米诺化学发光体系催化效应的研究。比较了7 nm、15 nm、55 nm三种粒径的纳米银团聚前后对luminol–H2O2化学发光体系催化发光的性能。研究发现相对于分散状态的纳米银，7 nm纳米银在发生团聚后，对luminol–H2O2体系化学发光反应的催化性能明显提高；而15 nm纳米银团聚后，对该体系化学发光反应的催化性能却显著降低；55 nm纳米银团聚前后对该体系化学发光反应的催化性能均较弱且没有差异。探讨了纳米银团聚前后对化学发光反应催化性能发生变化的机理。此外，研究发现一些有机化合物如苯胺、苯二胺及其衍生物能够诱导纳米银团聚，分别利用它们对Luminol–H2O2–7 nm纳米银体系化学发光信号的增强作用及对Luminol–H2O2–15 nm纳米银体系化学发光信号的抑制作用，建立了测定这些化合物的化学发光分析法。
本论文以luminol化学发光体系为研究模型，系统研究了分散态纳米金、团聚态纳米金的化学发光催化性能。以团聚态纳米金的催化活性增强为基础，结合生物亲和识别反应，主要建立了三种新型的化学发光分析方法。本论文给人们设计生物分析及传感方法提供一种新的思路，为临床医学、蛋白质组学等学科提供新的检测方法和技术；同时利用生物亲合识别，改善了化学发光分析的选择性，拓宽了化学发光检测的应用领域。