【摘 要】
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红芪药材是豆科植物多序岩黄芪(Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz.)的干燥根,作为著名的甘肃道地中药材被广泛使用,红芪药材中含有多种生物活性物质如黄酮、皂苷、多糖、氨基酸和多种微量元素等。而银纳米粒子(silver nanoparticles,AgNPs)因其具有独特的表面等离子共振、表面增强拉曼散射等特性,已经作为比色传感器广泛的应用于各类目标物的比色检测中。金属离子
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红芪药材是豆科植物多序岩黄芪(Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz.)的干燥根,作为著名的甘肃道地中药材被广泛使用,红芪药材中含有多种生物活性物质如黄酮、皂苷、多糖、氨基酸和多种微量元素等。而银纳米粒子(silver nanoparticles,AgNPs)因其具有独特的表面等离子共振、表面增强拉曼散射等特性,已经作为比色传感器广泛的应用于各类目标物的比色检测中。金属离子、化学小分子、药物分子、生物大分子等均是AgNPs比色传感器的检测对象。在基于AgNPs的比色分析体系的构建中,AgNPs通常采用化学法进行合成,化学合成法的操作简单,节约时间,成本低廉,但因大部分合成过程都涉及到有毒化学品的使用,无法避免的存在一定程度的污染,合成的纳米粒子产物也有安全性和生物相容性差的问题。随着人们环境保护意识的逐渐提高,以天然来源的植物提取物为原料绿色合成AgNPs的方法引起了研究者们广泛的关注。本研究围绕这一主题,本着绿色化学的原则,利用中药红芪的提取物或特定成分作为还原剂、稳定剂和修饰剂绿色合成AgNPs,并将产物AgNPs应用于特定目标物的检测中。主要研究内容和结论如下:(1)以红芪乙醇提物(RH)作为还原剂、稳定剂和修饰剂建立了一种安全、快速、环保的绿色合成RH-AgNPs的方法。利用高效液相色谱仪(HPLC)分析了RH的成分。通过一系列技术优化了RH-AgNPs的粒径和形貌,RH-AgNPs的尺寸分布、zeta电位、元素分布和晶型均利用一系列表征手段得出。获得的RH-AgNPs比色传感器被用于铅离子(Pb2+)的检测,具有很高的灵敏度和选择性,检测限(LOD)为1.5μM,检测范围为10~500μM。最后,RH-AgNPs被成功地应用于黄河水样品中Pb2+的检测,机理可能是基于羟基负离子、羧酸根负离子和Pb2+之间的交联反应。(2)红芪乙酸乙酯部位(ER)能够成功用于ER-AgNPs的绿色合成,但产物纳米粒子质量、性质一般,利用高效液相色谱法对红芪乙酸乙酯部位的成分进行了分析,芒柄花素是ER中含量很高的成分之一,作为红芪药材中重要的黄酮类成分,芒柄花素具有很好的还原性。因此,利用芒柄花素标准品,通过一锅合成法成功制备了吸光性质更好,更纯净的芒柄花素修饰的AgNPs(FMT-AgNPs),并对反应条件进行了一系列优化,后对最佳条件下合成的FMT-AgNPs产物进行了表征和确认。FMT-AgNPs在0.1μM到10μM的线性范围内实现了针对农药安硫磷简单、快速、灵敏的定量比色检测,检测限低至14.6 nM。检测机理是基于修饰在纳米粒子表面的芒柄花素与安硫磷之间的羟醛缩合反应、分子间氢键的生成和静电引力作用。最后,绿色合成的FMT-AgNPs被应用于水果、蔬菜、尿液和血清样品中安硫磷的检测,这意味着这种新型比色检测方法具有很大的应用潜力。(3)利用红芪多糖(HPS)作为还原、稳定、修饰剂成功的合成了AgNPs(HPS-AgNPs)。在此基础上构建了一种以HPS-AgNPs作为检测底物的特异性检测甲巯咪唑药物的注射器纸基检测装置,该装置的检测机制是基于甲巯咪唑能够引起HPS-AgNPs的特异性聚集以及小孔径滤纸对大粒径纳米粒子聚合物的截留作用。该装置对甲巯咪唑的检测限为24.6 nM,检测范围为0.1~10μM。这种检测装置还被应用于人尿液和血清样本中甲巯咪唑的检测。作为一种新型纸基检测方法,以HPS-AgNPs作为底物的甲巯咪唑注射器纸基检测装置被证明具有很好的稳定性、灵敏性和特异性,能够用于血清和尿液生物样品中甲巯咪唑的实时裸眼比色检测。
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