银纳米粒子在药物小分子含量测定中的应用文献综述

银纳米粒子在药物小分子含量测定中的应用

纳米科技是指在纳米尺度范围认识与改造客观世界的一门崭新的综合性科学技术，即研究由尺度在1～100nm之间的物质组成体系的相互作用、运动规律以及实际应用中的技术问题。所谓的纳米材料就是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度范围且性能明显不同于大尺寸材料的新型材料。纳米材料的制备与性能研究已成为当今材料科学中十分活跃的领域之一，而金属纳米材料是纳米材料的一个重要组成部分，它以贵金属金、银、铜为代表。金属纳米粒子由于自身尺寸较小，从而具有许多性质，例如小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应。由于金属纳米材料既具有纳米粒子的特殊性能，又存在由纳米结构组合引起的新效应，从而表现出独特的光学、电学和催化性质，使它们已成为表面纳米工程和构建功能化纳米结构的理想材料。然而金属纳米粒子的光学、电学等性质都与其表面的等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)^[1]性质密切相关，所以研究金属纳米材料的表面等离子共振特性变得尤为关键。

纳米尺寸的金属粒子内部自由电子按其固有频率作协同振荡，每一种金属材料都会有它固有的等离子振荡频率。当光照射到金属纳米粒子上时，光与金属之间会有相互作用，颗粒表面电子受到光电场的驱动而集体运动，当照射光的频率与金属的振荡频率相等时，就会产生共振，这就叫做金属的等离子共振。表面等离子体共振是金属纳米结构非常独特的光学特性,金属纳米粒子能在可见光区表现出体相材料中所观察不到的强吸收带。这是因为当金属纳米颗粒处于由入射光所产生的电磁场中时,金属纳米粒子中的导带电子会随着电磁场的振荡而连续摇摆振动。当金属纳米粒子发生等离子体共振时,与其表面振动频率相当的光,会被共振吸收而转化成振动能量。因此,金属纳米粒子的胶体溶液,会因为这种局域表面等离子体共振吸收而呈现出一定的颜色。

金属纳米粒子作为一种新型的纳米材料，具有特有的等离子共振体特性，因而其尺寸以及形貌可以通过偶极或者多偶极等离子共振来调控纳米颗粒的光学性质^[2]。 表面等离子体共振是金属纳米结构非常独特的光学特性,金属纳米粒子能在可见光区表现出体相材料中所观察不到的强吸收带。因此，金属纳米粒子的胶体溶液会因为这种局域表面等离子体共振吸收而呈现出一定的颜色^[3]。另外，等离子共振体系会随着金属溶液胶体性质的改变而产生相应的光谱变化，目前许多研究者利用此性质将金属纳米粒子用于分析检测小分子物质以及离子^[4-7]。例如Aswathy Ravindran等^[8]利用AgNPs的等离子共振特性建立了Cr³ 存在下测定半胱氨酸含量的方法，研究证明，此方法操作简便、灵敏度高、选择性强。Guo等^[9]用柠檬酸钠还原制备了15nm尺寸的金纳米粒子(AuNPs)，并运用AuNPs的表面等离子共振建立了测定牛奶中三聚氰胺含量的方法。实验结果表明，该方法检测限低，操作简便以及不需要昂贵仪器，为奶制品中三聚氰胺的含量控制提供了一条新的途径。

庆大霉素(Gentamycin, GT) 是由小单胞子菌产生的抗生素, 至少由 4种主要成分(C组分, C1, C1a, C2和C2a)和几种微量组分组成, 为氨基糖苷类抗生素( amino glycoside ant ibiotics, AGs), 是AGs中临床应用最广泛的一种抗生素, 抗菌谱广, 抗菌活性强。GT 是由氨基糖和氨基环醇形成的苷, 分子结构中含有多羟基、氨基。目前对硫酸庆大霉素剂型的含量测定方法主要有旋光法^[10]、比色法^[11]、抗生素微生物效价测定法^[12]、荧光光度法^[13]、高效液相色谱法^[14]等，这些方法主要不足之处在于有的操作比较繁琐，有的需较昂贵的专用仪器设备，而实验中所采用的紫外分光光度法，不需要进行复杂的样品处理，不需要昂贵的仪器，灵敏度高，而且此方法检出迅速，明显的颜色变化便于直观观察。

实验中制备的AgNPs是以柠檬酸钠作为稳定剂，表面柠檬酸根负离子的存在会使得单个AgNPs之间存在较强的静电排斥力，从而使AgNPs在水溶液中呈良好的单分散状态^[9]。庆大霉素是含有四个自由氨基，氨基基团可以和AgNPs发生配位作用，从而与AgNPs表面的柠檬酸根负离子结合。因此，庆大霉素的不断加入会使AgNPs表面柠檬酸根负离子逐渐减少，从而逐渐破坏AgNPs的稳定性，使AgNPs产生聚集；另外庆大霉素又会与另一分子的庆大霉素产生分子间氢键作用，从而有助于连接、聚集更多的AgNPs。这种聚集会导致AgNPs胶体溶液等离子共振性质的改变，从而产生颜色和光谱发生相应的变化，AgNPs的等离子共振吸收峰逐渐减小，并产生一个逐渐增大的耦合峰。从而实现对庆大霉素的特异性检测。因此本文利用AgNPs的表面等离子共振特性建立一种简单的测定庆大霉素含量的方法，以改善已有测定方法的不足。

直接利用被检测小分子药物与金属纳米粒子之间的静电、共价或者其他作用，导致其发生聚集，基于纳米粒子聚集后的等离子共振散射或者吸收光谱变化对待测小分子药物含量进行测定。通过此次实验进一步加深了对金属纳米粒子的认识，对小分子药物含量测定有着指导作用。

参考文献

[1]Claire M. Cobley, Sara E. Skrabalak, Dean J. Campbell,Younan Xia. Shape-Controlled Synthesis of Silver Nanoparticles for Plasmonic and Sensing Applications [J]. Plasmonics 2009, 4: 171-179.

[2]Junsu Park and Younghun Kim. Effect of Shape of Silver Nanoplates on the Enhancement of Surface Plasmon Resonance (SPR) Signals [J]. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2008, 8: 1-4.

[3]Vincenzo Amendola, Osman M. Bakr, Francesco Stellacci. A Study of the Surface Plasmon Resonance of Silver Nanoparticles by the Discrete Dipole Approximation Method: Effect of Shape, Size, Structure, and Assembly [J].Plasmonics 2010, 5: 85-97.

[4]Ying Zhou, Hong Zhao, Chang Li, Peng He, Wenbo Peng, Longfei Yuan, Lixi Zeng, Yujian He. Colorimetric detection of Mn² using silver nanoparticles cofunctionalized with 4-mercaptobenzoic acid and melamine as a probe [J].Talanta 2012, 97: 331-335.

[5]Ji-chun Qu, Yan-ping Chang, Yan-hua Ma, Jin-min Zheng, Hong-hong Li, Qian-qian Ou, Cuiling Ren, Xing-guo Chen. A simple and sensitive colorimetric method for the determination of propafenone by silver nanoprobe [J]. Sensors and Actuators B: Chemical 2012, 174:133-139.

[6]Yingwei Zhang, Hailong Li, Xuping Sun. Silver Nanoparticles as a Fluorescent Sensing Platform for Nucleic Acid Detection [J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry 2011, 39: 998-1002.

[7]Hui Li, Weibing Qiang, Maika Vuki, Danke Xu, Hongyuan Chen. Fluorescence Enhancement of Silver Nanoparticle Hybrid Probes and Ultrasensitive Detection of IgE [J]. Anal. Chem., 2011, 83: 8945-8952.

[8]Aswathy Ravindran, Vinayak Mani, N. Chandrasekaran, Amitava Mukherjee. Selective colorimetric sensing of cysteine in aqueous solutions using silver nanoparticles in the presence of Cr³ [J]. Talanta 2011, 85: 533-540.

[9]Liangqia Guo, Jianhai Zhong, JinmeiWu, FengFu Fu, Guonan Chen, Xiaoyan Zheng, Song Lin. Visual detection of melamine in milk products by label-free gold nanoparticles[J]. Talanta 2010, 82: 1654-1658.

[10]王维忠. 旋光法测定硫酸庆大霉素滴眼液的含量[J].现代医药卫生, 2006, 22: 322-323.

[11]关天放, 黄滔敏, 王东蕾, 赖永华, 陈念祖. 衍生化后紫外测定硫酸庆大霉素滴眼液中硫酸庆大霉素的含量[J]. 上海医药, 2012, 33: 44-45. 在800~3 000 U/ml

[12]汪洋, 闵盛. 微生物浊度法测定硫酸庆大霉素颗粒的效价[J]. 成都医学院学报, 2009, 4: 205-207.

[13]唐宁莉, 王秋红, 夏海鸣. 四羧基铜酞菁共振散射法测定硫酸庆大霉素[J]. 分析测试技术与仪器, 2011, 17: 15-17.

[14]高燕霞, 姜建国, 张西如. 高效液相色谱-蒸发光散射检测法测定硫酸庆大霉素注射剂中有关物质[J]. 中国药业, 2010, 19: 20-21.