Биоспецифические взаимодействия на металлических наночастицах

• Автор: Богатырев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 343 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Аббревиатура, тезаурус

Введение

Глава 1. Физикохимические свойства металлических гидрозолей.

1.1. Химия золота и его соединений.

1.1.1. Степень окисления I.

1.1.2. Степень окисления II

1.1.3. Степень окисления III.

1.1.4. Степень окисления V.

1.2. Окислительновосстановительные потенциалы.

1.3. Хлориды золота

1.4. Методы синтеза металлических коллоидов
1.4.1. Восстановление АиШ органическими восстановителями.
1.4.2. Механизмы формирования однородных металлических наночастиц в гомогенных растворах
1.4.3. Методы нитратного восстановления
1.4.3.1. Цитратиое восстановление по Фрснсу.
1.4.3.2. Восстановление в присутствии ВМС.
1.4.4. Зародышевые методы
1.4.5. Синтез на матрицах
1.4.5.1. Экспериментальное получение золотых несфернческих наночастиц.
1.4.6. Микроэмульсионный метод.
1.4.7. Днгсстивнос созревание
1.5. Заключение к 1 главе
Глава 2. Оптические свойства металлических гидрозолей
2.1. Поверхностный плазмоиный резонанс ППР.
2.1.1.Экспериментальное исследование ППР золотых золей различных размеров
2.1.1.1. Оптические константы золота и золотых частиц.
2.1.1.2. Расчет спектров ослабления золей.
2.1.1.3. Экспериментальные методики.
2.1.1.4. Зависимость положения и величины максимума ослабления от размера частиц КЗ.
2.2. Флюоресценция
2.3. Резонансное светорассеяние.
2.3.1. Экспериментальное измерение спеюров светорассеяния золей золота.
2.3.1.1. Зависимость экстиикцни и рассеяния от размера и концентрации частиц
2.3.1.2. Анализ оптической схемы и приборной погрешности.
2.3.1.3. Воспроизводимость.
2.3.1.4. Адекватность компенсации поглощения.
2.3.1.5. Зависимость экстинкцин и рассеяния от размера и полидисперсности частиц .
2.4. Динамическое светорассеяние
2.4.1. Измерение размеров золотых наночастиц методом ДРС
2.5. Заключение к 2 главе.
Глава 3. Фупкционализация металлических ианочастиц
3.1. Адсорбционный способ.
3.1.1. Конъюгирование КЗ с олигопептидами и низкомолекулярными зондами
3.1.2. Конъюгирование КЗ с высокомолекулярными зондами
3.1.3. Оптическая модель биоконъюгатов теоретический анализ
3.1.4. Оптическая модель биоконъюгатов экспериментальные исследования
3.1.4.1. Многослойная модель биоконъюгатов КЗ
3.1.4.2. Неоднородная модель адсорбции желатина на частицах золота.
3.2. Хсмосорбциоиный способ.
3.2.1. Получение ДНКмаркеров.
3.2.1.1. Функционализация КЗ 5тиоолиготимидином.
3.2.1.2. Спектрофотометрический контроль коныогирования КЗ с олигонуклеиновыми кислотами
3.3. Активность биомакромолекул, иммобилизованных на металлических наночастицах
3.3.1. Экспериментальные исследования активности ферментов, иммобилизованных на наночастицах КЗ.
3.4. Заключение к 3 главе.
Глава 4. Детектирование биоспсцифичсских взаимодействий посредством коллоиднометаллических маркеров
4.1. Электронномикроскопические исследования.
4.1.1. Электронномикроскопические исследования поверхностных структур бактерий и белков цитоскелега
4.2. Светомикроскопические исследования.
4.2.1. Светомикроскопические исследования локализации актиновой составляющей цитоскслста.
4.2.2.1. Темнопольная светомикроскопическая визуализация ПРЧ.
4.3. Планарные решения
4.3.1. Твердофазный анализ на мембранных фильтрах.
4.3.1.1. Экспериментальное исследование биоспецифичсских взаимодействий методом твердофазного анализа.
4.4. Решения i vi.
4.4.1. Спектры экстинкции и рассеяния при специфической и нсспецифической агрегации коллоидного золота
4.4.2. ДНКфункционализированныс КЗ маркеры.
4.4.2.1. ДПКфункционализированные КЗ маркеры в анализе РНК последовательностей.
4.4.2.2. Агрегация КЗОНК маркеров, индуцированная гибридизацией с комплементарными последовательностями.
4.5. Заключение к 4 главе.
Заключение
Список литературы


Согласно приведенной формуле, при повышении температуры от до 0 С, стандартный потенциал системы снижается от 0. В до 0. На рисунке 1. ЗХВК в некрепкой соляной кислоте гидроокисью натрия с иллюстрацией изменения преимущественного содержания золотоионных комплексов в соответствии с составом раствора . Аи ОН 2 г,3. В присутствии вступающих в комплексообразование с золотом лигандов значения этих потенциалов уменьшаются. Рассмотрим приведенное ниже равновесие в присутствии лиганда Ь. АиОН2Ь ЛиЬН
Рис. Изменение стандартного окислительновосстановительного потенциала образцов золота и аскорбиновой кислоты . Рис. Изменение как функции добавления ЫаОН к . ЗХВК содержащей 2. М НС1. Формулы показывают преимущественное содержание комплексов в соответствии с составом раствора . Подставляя в уравнение Нернста 1. Е 2. Е 2 . ЗОЗКГГ 1дК2. ЗОЗКГГ 1д АиЬ2 Ь 2 х 2. Аи2ЬАиЬаг. Таким образом, в присутствии лиганда Ь, склонного к комплексообразованию с золотомI, мы получим высокое значение К и низкое значение Т. В таблице 1. Таблица 1. С1 1. Вг . I 0. Тиомочевина 0. Величины, соответствующие уравнению 1. Е, чтобы показать, что они относятся к окислению Аи0 в I. Ряд, построенный по возрастанию i, соответствует ряду уменьшения устойчивости комплекса 2. Однако следует иметь в виду, что по стандартным потенциалам можно судить только о термодинамической возможности реакции. Ли4ЬАиЦ3Зе. И в этом случае стандартные потенциалы Е3,0 зависят от констант устойчивости образующихся комплексов АиЬ. Более сложный случай окисление золотаI в золотоIII в присутствии вступающих в комплексообразование лигандов. Следовательно, пойдет ли окисление золота до комплекса АиЬ в присутствии данного лиганда, зависит от силы используемого окислителя И ОТ относительных значений 1,о и Е 2,о . БСЫ 2. Для Ь СЫ значение К точно вычислить нельзя, но, согласно оценке, К составляет примерно 1СГ . АиЬ2К становится менее выгодным по мере роста поляризуемости лиганда Ь. I обладает большим сродством к мягким поляризуемым лигандам, чем золотоIII. Для приготовления гидрозолей золота, а также в аналитической химии золота из неорганических соединений наиболее часто используются простые и комплексные хлориды АиI, III, особенно ионы АиС. АиС1 обладает полимерной структурой с зигзагообразными цепочками из атомов золота и хлора, причем, каждый атом хлора служит мостиками между. Таким образом, каждый атом золота имеет линейную координацию, характерную для золотаI. Связь в этом соединении носит преимущественно ковалентный характер, и структура АиС1 совершенно отлична от структуры АдС1, кристраллизующегося в ионной решетке ЫаС1 . При нагревании холодного раствора АиС1 на водяной бане в течение часов появляется синее окрашивание вследствие диспропорционирования. В присутствии хлоридионов образуется растворимый комплекс АиС. В 0. АиС2Аи2С1ЗАиС 1. К 7. Ион АиС мало диссоциирует р4 Ю. АиШ в растворах НС1 существует гидратированный ион АиС Н 2 . Изменение ионного состава комплекса Гойя и Матиевич в работе иллюстрируют ОТУ спектрами, отмечая, что при низких абсорбционные полосы при 6 и 2 нм, соответствующие рп5с1х2у2 и ра5с1х2 у2 переходу металллиганд, однозначно указывают на присутствие квадратно планарного комплекса АиС. Данные по ОТУ1з спектрам хлоридов золота весьма скудны. Отмечают, что спектры поглощения водных растворов АиС имеют сложную структуру, вызванную субколлоидными частицами . Тем не менее известно, что раствор АиС в 0. М ЫаС1 имеет максимум светопоглощения при 1 нм еялк 4. Растворы КАиС1, в 1 М НС1 имеют 2 максимума светопоглощения при 6 нм е 3. Х2 5 нм е 4. Ю3 в 1 К1 8 нм е 3. Ю4 Х2 5 нм е 3. На рисунке 1. ЗХВК при различных значениях из работы . Светопоглощением различаются также смешанные комплексы з растворах для АиСВг величина ах 4 нм, г 5. Ю3 нм для АиС1Вг3 Хщах 9, е 4. Ю3 . Очевидно, что полосы переноса заряда с лиганда на металл смещаются в сторону более низкой энергии при варьировании лиганда по ряду С1Вг1, поскольку этот ряд отражает возрастающую легкость окисления галогенидиона . Рис. Спектры поглощения 1x3 М ЗХВК при четырех различных значениях , определенные в 0,2 см кювете .