题目：氯离子荧光纳米传感器的研制及其分析应用

随着纳米技术的发展，具有体积小、分辨率高、响应时间短、所需样品量少等优点的纳米颗粒传感器已在化学、生物、医学等诸多领域得到应用。其中，基于纳米颗粒的荧光传感器在生物医学研究领域的发展与应用特别引人注目。
基于二氧化硅荧光纳米颗粒构建的纳米传感器以可耐受高温灭菌和可以在细胞内生物降解的二氧化硅为传感器的基体材料，且二氧化硅对所包埋物质的稳定性起到保护作用，使所包埋的荧光物质不易被光降解或漂白。同时，二氧化硅基体可以提供生物相容性良好和易功能化的表面，因而在生物、化学、医学等领域具有很大的应用前景。然而，由于二氧化硅纳米粒子本身带负电荷，这就限制了其用于设计阴离子等带负电荷组分的纳米粒子传感器。本论文的研究工作旨在利用二氧化硅纳米粒子的优越性，通过在其中复合功能高分子材料壳聚糖对其进行修饰改性而用于测定生物体内的氯离子，拓宽二氧化硅纳米粒子的应用范围。
本论文由综述和研究报告两部分组成。第一部分为综述，对荧光纳米传感器的发展及其现状进行了评述，并且对目前热点研究的几种类型的荧光纳米传感器的制备方法及其广泛应用进行了介绍。第二部分为研究报告，制备了基于二氧化硅纳米粒子的复合荧光纳米传感器，并对其在生物分析中的应用进行了研究。
在本论文的具体工作中，我们分别制备了光泽精-壳聚糖复合二氧化硅荧光纳米传感器和RuBpy-光泽精-壳聚糖复合二氧化硅荧光纳米比率传感器，并探讨了其在荧光分析中的应用。具体工作包括：
1. 基于光泽精-壳聚糖复合二氧化硅纳米粒子测定氯离子的荧光纳米传感器的研究
利用反向微乳液法把对氯离子敏感的荧光染料-光泽精(Lucigenin)和一种天然荷正电的多糖-壳聚糖(chitosan)同时掺杂到二氧化硅纳米粒子中，并考察了其在缓冲溶液中和活细胞中对氯离子的响应。基于动态猝灭效应，光泽精的荧光强度随着溶液中氯离子浓度的增加逐渐降低，该荧光猝灭程度与氯离子浓度的关系可以用Stern-Volmer方程来表达。如果二氧化硅纳米粒子中仅掺杂了光泽精，其对氯离子没有响应，这是由于二氧化硅纳米粒子自身所带的负电荷阻止了阴离子向纳米粒子内部扩散，所以导致掺杂在二氧化硅纳米粒子中的光泽精染料和猝灭剂不能相遇，从而不会引起荧光猝灭。但是当我们把壳聚糖复合到纳米粒子中时，其对氯离子有灵敏快速的响应。通过壳聚糖和二氧化硅纳米粒子的有效复合形成了易于阴离子在复合纳米粒子壳层中快速扩散传质、与固定化荧光探针发生传感作用的微通道。据此，我们建立了一种新型的用于生物体内氯离子浓度测量的氯离子纳米传感器。
2. 复合二氧化硅-壳聚糖荧光纳米比率传感器制备方法的初步研究
在已有工作的基础上，为了提高测量的准确度，我们用反向微乳液法把对氯离子敏感的荧光染料-光泽精(Lucigenin)和参比染料-联吡啶钌配合物(RuBpy)同时掺杂到二氧化硅-壳聚糖复合纳米粒子中，研制了光泽精-联吡啶钌-壳聚糖掺杂的二氧化硅复合纳米荧光比率传感器。考察了不同合成方法制得的传感器对氯离子的响应特征，为发展高灵敏度、高准确度的二氧化硅荧光纳米传感器打下良好基础。