合金纳米团簇的制备，发光性质及在生物中的应用
发布时间：2021-06-26 01:05
金属纳米簇（NCs）由于其独特的电子结构和光学特性,光稳定性和生物相容性好等优点,在荧光成像,生物分析,光电子器件和癌症治疗等领域得到了广泛的研究。近年来,由于合金纳米团簇与其单金属纳米团簇相比在发光方面具有协同性和增强性能,因此受到广泛的关注。本论文研究了不同金属掺杂的金、银纳米团簇的光学性质及其在生物上的应用。主要内容及结果如下:（1）对化学掺杂法形成的AuZn NCs、AgAu NCs、AgZn NCs、AgCu NCs的结构进行研究。透射电子显微镜和动态光散射结果分析表明AuZn NCs粒径尺寸约为1.84 nm,且相对稳定。傅里叶红外光谱、XPS光谱等一系列物理测试结果证明Zn成功掺杂进入Au NCs形成AuZn NCs,Au、Zn、Cu成功掺杂进入Ag NCs形成AgAu NCs、AgZn NCs、AgCu NCs双金属纳米团簇。（2）通过金属掺杂法成功制备出谷胱甘肽包裹的不同浓度Zn掺杂的Au NCs和二氢硫辛酸包裹的不同浓度Au、Zn、Cu掺杂的水溶性Ag NCs,利用紫外-可见（UV-vis）吸收、光致发光以及时间分辨荧光光谱仪等测试手段分析它们的光学性质,结果表明Z...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)不同大小树枝状聚合物保护的AuNCs的光激发(虚线)和光电子发射(实线)光谱
的结构对材料的性质起决定作用，因此对团簇结构的研究是进一步了解、设计以及改进这些新型纳米材料的有效手段。本章我们通过 TEM，DLS，XPS，傅立叶红外光谱技术以及质谱等物理表征手段研究了 AuZn NCs、AgAu NCs、AgZn NCAgCu NCs 四种纳米材料的结构组成。另外，还在理论模拟计算了 Zn 掺杂的 ANCs 的吸收和态密度，从而在理论上分析 Zn 的掺杂对 Au NCs 的光学特性的影响。3.1 AuZn NCs 的结构研究在该实验中的 AuZn NCs 是利用化学还原法，以还原性 GSH 为配体，硝酸锌和氯金酸为前驱体，在硼氢化钠的还原作用下形成的水溶性荧光纳米团簇，其中 Zn2+在前驱体中金属阳离子的摩尔浓度占比为 10%。3.1.1 TEM 测试结果及分析
DLS 技术是利用微小粒子在溶液中对光的散射作用引起光强度的波动从而测得粒子直径的一种测试技术，也是表征纳米材料尺寸大小的常规手段。目前很多 DLS 测试仪器也可以测试粒子在溶液中的 Zeta 电位，Zeta 电位随时间的变化也可以用来判断该纳米材料在溶液中的稳定性。为了进一步证明 AuZn NCs 的稳定性，我们用 DLS 和 NanoZS Zetasizer 分别测试了 AuZn NCs 在 H2O 和 PB中，0 h 和 48 h 时的流体动力学粒径尺寸和 Zeta 电位 (如图 3-2 和表 3-1)。从表3-1 中可以看到，新鲜制备的 AuZn NCs 在 H2O 中和 PBS 中的 Zeta 电位分别是-16.8 mV 和-9.4 mV，在 48 h 后，在 H2O 中的 Zeta 电位为-16.4 mV，有少许的下降，而在 FBS 中几乎没有变化 (-9.44 mV)。表明 AuZn NCs 具有良好的胶体稳定性。此外，AuZn NCs 的尺寸稳定性在 H2O 和 FBS 中流体动力学尺寸的结果中得到了证实，结果与后文中稳定性的测试结果一致。AuZn NCs 的这些优异的光学性质，使其在生物领域有广泛的应用，例如生物成像，荧光探针等。普通的有机荧光染料在强光照射下易漂白，因此水溶性的 AuZn NCs 在细胞成像和生物标记方面有广阔的应用前景和研究价值。
本文编号：3250314
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)不同大小树枝状聚合物保护的AuNCs的光激发(虚线)和光电子发射(实线)光谱
的结构对材料的性质起决定作用，因此对团簇结构的研究是进一步了解、设计以及改进这些新型纳米材料的有效手段。本章我们通过 TEM，DLS，XPS，傅立叶红外光谱技术以及质谱等物理表征手段研究了 AuZn NCs、AgAu NCs、AgZn NCAgCu NCs 四种纳米材料的结构组成。另外，还在理论模拟计算了 Zn 掺杂的 ANCs 的吸收和态密度，从而在理论上分析 Zn 的掺杂对 Au NCs 的光学特性的影响。3.1 AuZn NCs 的结构研究在该实验中的 AuZn NCs 是利用化学还原法，以还原性 GSH 为配体，硝酸锌和氯金酸为前驱体，在硼氢化钠的还原作用下形成的水溶性荧光纳米团簇，其中 Zn2+在前驱体中金属阳离子的摩尔浓度占比为 10%。3.1.1 TEM 测试结果及分析
DLS 技术是利用微小粒子在溶液中对光的散射作用引起光强度的波动从而测得粒子直径的一种测试技术，也是表征纳米材料尺寸大小的常规手段。目前很多 DLS 测试仪器也可以测试粒子在溶液中的 Zeta 电位，Zeta 电位随时间的变化也可以用来判断该纳米材料在溶液中的稳定性。为了进一步证明 AuZn NCs 的稳定性，我们用 DLS 和 NanoZS Zetasizer 分别测试了 AuZn NCs 在 H2O 和 PB中，0 h 和 48 h 时的流体动力学粒径尺寸和 Zeta 电位 (如图 3-2 和表 3-1)。从表3-1 中可以看到，新鲜制备的 AuZn NCs 在 H2O 中和 PBS 中的 Zeta 电位分别是-16.8 mV 和-9.4 mV，在 48 h 后，在 H2O 中的 Zeta 电位为-16.4 mV，有少许的下降，而在 FBS 中几乎没有变化 (-9.44 mV)。表明 AuZn NCs 具有良好的胶体稳定性。此外，AuZn NCs 的尺寸稳定性在 H2O 和 FBS 中流体动力学尺寸的结果中得到了证实，结果与后文中稳定性的测试结果一致。AuZn NCs 的这些优异的光学性质，使其在生物领域有广泛的应用，例如生物成像，荧光探针等。普通的有机荧光染料在强光照射下易漂白，因此水溶性的 AuZn NCs 在细胞成像和生物标记方面有广阔的应用前景和研究价值。
本文编号：3250314
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