内容提要

本书共分为12章，以纳米标记为主线，对纳米微粒、纳米标记分析技术、纳米标记分析方法及其在环境分析中的应用、两种重要纳米标记探针进行了介绍。第一章介绍了纳米科技、纳米微粒的性质、制备方法和表征技术。第二章和第三章分别以两种最重要的生化分析反应即免疫反应和适配体反应为代表，对纳米标记免疫分析和纳米标记适配体分析的原理进行了论述。第四章至第十章，将纳米标记和纳米非标记技术与现代仪器分析检测技术有机结合，分别对纳米光度、荧光、共振瑞利散射、表面增强拉曼散射、化学发光、电化学和色谱分析的原理及其在环境分析中的应用进行了介绍。第十一章和第十二章介绍了纳米金和量子点具有的特殊光学性质、优良的生物相容性,是纳米标记探针的典型代表。

蒋治良

梁爱惠

温桂清

刘庆业

都为广西师范大学资源与环境学院教授和一线教学科研人员.

目 录

第一章 纳米微粒…………………………………………………..…………………1

第一节 纳米科技……………………………………………………………1

第二节 纳米微粒的性质……………………………………………………5

第三节 纳米材料的制备方法……………………………………………..23

第四节 纳米微粒的表征技术……………………………………………..30

第二章 纳米标记免疫分析…………………………………………………………55

第一节 免疫分析简介……………………………………………………..55

第二节 纳米标记免疫分析………………………………………………..60

第三章 纳米标记适配体分析………………………………………………………62

第一节 适配体分析………………………………………………………..62

第二节 纳米标记适配体分析……………………………………………..65

第四章 纳米标记光度分析…………………………………………………………69

第一节 光度分析…………………………………………………………..69

第二节 纳米微粒在光度分析中的应用…………………………………..69

第三节 纳米标记光度分析………………………………………………..75

第四节 污染物铀离子的非标记纳米金催化适配体光度分析…………..79

第五章 纳米标记荧光分析…………………………………………………………85

第一节 荧光分析…………………………………………………………..85

第二节 荧光纳米标记免疫分析…………………………………………..86

第三节 纳米标记适配体荧光分析………………………………………..90

第四节 铅离子的非标记纳米金催化适配体荧光分析…………………..92

第六章 纳米标记共振瑞利散射光谱分析………………………………………..101

第一节 光散射……………………………………………………………101

第二节 共振瑞利散射光谱分析…………………………………………102

第三节 纳米标记共振瑞利散射光谱分析………………………………108

第四节 汞离子的适配体修饰纳米金催化共振瑞利散射光谱分析……114

第五节 非标记纳米银催化共振瑞利散射光谱法测定ATP……………121

第七章 纳米表面增强拉曼散射分析……………………………………………..124

第一节 拉曼光谱简介……………………………………………………124

第二节 表面增强拉曼光谱………………………………………………126

第三节 表面增强拉曼光谱的活性基底…………………………………129

第四节 表面增强拉曼散射机理…………………………………………136

第五节 表面增强拉曼光谱免疫检测……………………………………152

第六节 三聚氰胺的适配体修饰纳米银SERS测定…………………….156

第七节 非标记纳米金-DNA酶裂解-SERRS测定痕量UO22+….……...165

第八章 纳米化学发光分析………………………………………………………..182

第一节 化学发光分析……………………………………………………182

第二节 IgG的免疫纳米金化学发光分析………………………….........184

第三节 日本血吸虫抗体的磁性纳米颗粒化学发光酶免疫分析………196

第九章 纳米电化学分析…………………………………………………………..190

第一节 纳米微粒在电分析中的应用…………………………………..190

第二节 纳米标记电化学免疫分析……………………………………..192

第三节 适配体修饰纳米微粒电化学分析……………………………...197

第四节 纳米粒子生物电化学传感器检测致病菌……………………...201

第十章 纳米材料在分离科学中的应用…………………………………………..205

第一节 纳米材料的吸附作用及其应用………………………………...205

第二节 纳米粒子在色谱分析中的应用…..……………….….………...208

第三节 碳纳米管在色谱分析中的应用………………………………...214

第十一章 纳米金标记分析………………………………………………………..216

第一节 纳米粒子的特性与纳米金的制备………………………………216

第二节 纳米金在生物标记分析中的应用………………………………217

第十二章 荧光量子点标记探针…………………………………………………..223

第一节 量子点的表面修饰………………………………………………224

第二节 荧光量子点标记技术……………………

前 言

纳米科学技术是在纳米尺度范畴(1-100 nm)研究物质的物理和化学特性及其应用的一门新兴科学与技术。纳米科学技术不仅极大地推动现代科学技术的发展而且引起了人们意识形态的改变。它与信息技术和生命科学公认为21世纪三大科学技术，并与自然科学紧密结合获得了长足的进步。

纳米科技与化学的有机结合诞生了化学的前沿新领域—纳米化学。近年来, 纳米化学中最重要的分支-纳米分析化学取得飞速发展。这与纳米微粒具有一系列独特的物理化学性质不无关系。纳米微粒光学特性的分析应用发展了纳米标记光谱分析。基于纳米微粒的电化学性质发展了纳米电化学分析。纳米微粒具有极强的吸附特性和催化特性,使得它在色谱、分离科学等均有应用,并成为这些领域的研究热点之一。纳米微粒作为标记物是其在分析化学中最重要的应用成果之一，其代表为免疫纳米标记分析和纳米标记适配体分析，这也是本书的最重要内容。事实上，纳米光分析、纳米电分析、纳米色谱分析均离不开用纳米微粒进行标记、非标记和修饰，这也是该书名为纳米分析的主要原因。纳米微粒种类繁多,在分析化学中的应用广泛。纳米金具有特殊的光学性质、高电子密度和优良的生物相容性,这是它在纳米标记分析中最广泛应用的原因。碳纳米管以其独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、良好的吸附能力和较强的微波吸收能力,以及作为新型准一维功能材料而日益受到人们的重视,在扫描显微镜探针针尖、化学修饰电极以及分离检测等应用广泛。量子点特别是核一壳结构量子点具有较高的量子产率和消光系数，在纳米生物分析研究中具有很好的应用前景。无论是纳米分析、标记分析、非标记纳米分析，还是纳米材料以及与之结合的仪器分析技术，它的应用是非常重要的，而有害物特别是环境污染物的测定是纳米标记分析的重要应用，这在本书中也有体现。

环境纳米分析发展迅速,又无教材可以借鉴，作者尝试构建《环境纳米分析》课程体系, 可作为研究生和高年级本科生教材使用，介绍纳米分析标记和非标记分析最新成果及其在环境污染物分析中的应用,实为抛砖引玉,不妥之处有之，恳请同仁批评指正,促进其发展。在该书编著过程中，得到本课题组老师和同学们的大力帮助，促进了该书稿的早日完成，在此一并致谢！

2012年6月17日

学习和研究纳米技术在环境工程中应用的最佳参考书和教材.