[01752114]金属纳米粒子增强荧光机理及其在痕量抗生素分析中的应用研究

本成果来源于国家自然科学基金。 抗生素由于其“假”持久性并能引起环境菌群的抗药性而备受关注。水体是抗生素最重要的“汇”,且多以痕量或超痕量存在,目前其在水环境中的分析技术已成为相关研究的制约因素,因此建立水环境中典型抗生素残留的灵敏、准确、快速的分析方法至关重要。过去的三年中,在国家自然科学基金委的支持下,本研究在理论研究和实际应用等方面都取得了一些重要的研究进展。为环境中抗生素的环境行为研究提供了新的研究方法和思路。因此本研究主要包括如下内容： （1）制备、表征不同尺寸、形貌的银纳米粒子。实验建立了2种银纳米粒子的“绿色”制备方法。研究表明,2种银纳米粒子在常温、不避光条件下可以稳定保存2个月以上,而不会发生银纳米粒子的团聚现象。此法所用到的原料及保护剂对环境都不会造成污染,同时产物经合理回收之后也不会产生二次污染。 （2）水体中典型抗生素荧光分析方法的建立。实验选取荧光量子产率较低的两类典型抗生素共9种化合物作为研究对象。实验采用荧光分析方法,分别考察了9种典型抗生素（喹诺酮类和四环素类）的荧光强度随其浓度变化的情况,进而分别在实验室里中建立了水体中9种痕量抗生素的荧光分析方法。 （3）银纳米粒子对典型抗生素荧光行为的研究。实验分别考察了上述制备的2种银纳米粒子对9种典型抗生素荧光行为的影响,通过实验筛选出了合适种类和浓度的银纳米粒子作为增敏剂,进而分别在实验室中建立了水体中5种典型抗生素的简单、快速、灵敏的金属增强荧光新分析方法。同时探讨了可能的增敏机理。为探讨金属增强荧光的相关机理研究提供理论基础。 （4）银纳米粒子对4种典型抗生素荧光猝灭机理的探讨。实验结果发现,2种银纳米粒子对4种典型抗生素具有荧光猝灭效应,进而实验初步探讨了可能的猝灭机理。 （5）荧光新分析方法测量实际药品中典型抗生素的含量。实验利用上述已建立的几种典型抗生素的荧光新分析方法应用于7种实际药品中抗生素的含量测定。为环境中该类物质的检测提供了前期的方法基础。 通过三年的努力,本课题基本完成了项目的预期研究目标,研究内容也取得了较大的研究进展,同时研究内容还有新的拓展。总体而言,在银纳米粒子的“绿色”合成方法、典型抗生素的荧光增强机理、金属纳米粒子增强荧光新分析方法的建立及其应用等方面都取得了重要进展,基本完成了该项目的任务。 课题组近年了发表相关论文11篇（8篇SCI检索,1篇EI检索）,其中项目负责人以第一作者/通讯作者发表学术论文4篇,其中3篇为SCI检索的期刊论文,1篇为中文期刊。本研究最大的创新和特色包括以下三点：第一,在已有工作的基础上,采用“绿色”化学方法制备出2种合适尺寸和形貌的银纳米粒子,分别研究了其对典型抗生素荧光行为的影响,并初步探讨了可能的荧光增敏和猝灭机理;第二,将2种制备的银纳米粒子作为增敏剂建立了水体中典型抗生素的金属增强荧光新分析方法;第三,将所建方法应用于实际药品中抗生素的直接测定,为实际环境中痕量抗生素的环境行为研究提供新的研究方法和思路。