硫醇保护的银簇制备及其荧光检测应用的进展
发布时间：2021-12-31 01:01
贵金属纳米簇具有独特的电子结构和荧光特性,可以作为荧光探针,广泛应用于生物标记、离子检测等领域。本文综述了硫醇保护的银簇的制备方法,包括自下而上法和自上而下法,重点从优化反应的还原动力过程,选择优良的硫醇配体,改变体系的pH值,严格控制反应过程中的刻蚀时间和反应温度等方面,介绍了关于硫醇保护的银簇制备的研究现状,对进一步研究提供了思路。同时,基于硫醇保护的银簇优异的荧光性质,介绍了在检测Cu2+,Hg2+,I-等离子以及半胱氨酸等小分子方面的研究进展。最后指出,提高金属纳米簇的荧光量子产率和安全性,深入研究金属纳米簇与重金属离子、生物大分子的反应机理,探究高纯度、多样性的合金簇或过渡金属纳米簇的合成方法,实现高效率的基于硫醇保护的银簇荧光传感材料的制备是未来研究中的热门方向。
【文章来源】：材料工程. 2020,48(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
异丙醇存在时银簇的荧光增强机理图[86]
Yuan等[92]报道了一种检测Cys的新型传感器,他们把谷胱甘肽和硝酸银混合到水中,通过剧烈搅拌,形成了“GSH-Ag(Ⅰ)配合物”,然后再加入硼氢化钠进行还原,从而得到了“谷胱甘肽保护的银簇(GSH-AgNCs)”(如图3所示)。这主要是基于“GSH-Ag(Ⅰ)配合物”与“谷胱甘肽保护的银簇”之间的特定组合,从而实现了银簇对Cys的选择性和敏感性。该传感器的亮点是银簇受到了谷胱甘肽的保护。当把Cys添加到GSH-AgNCs体系时,其荧光猝灭效果非常明显,但是,当添加GSH以及其他的硫醇化合物时,其荧光强度几乎不变。所制备的GSH-AgNCs对Cys展现出极高敏感性,并且检测限低于3 nmol·L-1。通过电喷雾电离质谱(electrospray ionization mass spectrometry,ESI-MS)分析,提出该传感器检测Cys的机理:Cys可以穿透银簇的GSH保护层,将银簇分解,得到了硫醇-Ag配合物,导致了GSH-AgNCs发生荧光猝灭。然而,一些体积较大的硫醇配体,如BSA等大分子物质会被银簇的保护层屏蔽,不能与银簇表面的银原子发生作用,因此几乎不会对GSH-Ag NCs的荧光强度造成影响。Chen等[93]以BSA和硝酸银为反应物,通过简单的湿法制备了BSA保护的银簇,再经过冻干进一步制得银簇粉末。该荧光探针能够快速检测Cys, Hcy(同型半胱氨酸)和GSH等物质。通过优化反应条件,得出Cys,Hcy和GSH的检测范围分别为2.0 × 10-6 ～9.0×10-5 mol·L-1,2.0×10-6～1.2×10-4 mol·L-1,1.0×10-5～8.0×10-5 mol·L-1,同时,这三者的最低检测限分别为8.1×10-7 mol·L-1(Cys),1.0×10-6 mol·L-1(Hcy), 1.1×10-6 mol·L-1(GSH)。该实验方法不仅能够用于人体血浆中Cys,Hcy和GSH等硫醇类物质的检测,而且加深了人们对于蛋白质和贵金属纳米簇之间作用机理的理解。
在两步合成法过程中,第二步的作用是使之前所制备的银簇中间体发生尺寸聚集过程以形成单分散的银簇。因此,对于制备优质的银簇来说,具备一个合适的刻蚀环境是非常有必要的。温和的刻蚀条件往往是制备良好的纳米簇的重要保证。有文献报道了一种可逆的相转移的制备银簇的方法,把多分散、不稳定的银簇中间体转化为单分散、稳定的银簇[39-41]。Yuan等[39]通过“循环还原-分解法”制备了谷胱甘肽保护的银簇,在水相中,通过硼氢化钠的还原,得到了银簇中间体。然后将带有负电荷基团的银簇中间体转移到溶有十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)的甲苯溶液中,得到了一种核壳结构的银簇中间体。在甲苯中,银簇中间体被包裹着的十六烷基三甲基溴化铵阳离子缓慢刻蚀,最终形成单分散的银簇。1.1.2 一步合成法
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米生物效应与安全性研究展望[J]. 刘颖,陈春英. 科学通报. 2018(35)
[2]荧光金属纳米簇的合成及其在生物医学中的应用研究进展[J]. 孙欢欢,卿太平,步鸿昌,何晓晓,王柯敏. 分析测试学报. 2018(10)
[3]纳米发光银簇的合成与应用研究进展[J]. 李雨晴,陈曦,杨雪,吴梦昊,成玉梁,谢云飞,姚卫蓉,钱和,郭亚辉. 分析试验室. 2018(09)
本文编号：3559319
【文章来源】：材料工程. 2020,48(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
异丙醇存在时银簇的荧光增强机理图[86]
Yuan等[92]报道了一种检测Cys的新型传感器,他们把谷胱甘肽和硝酸银混合到水中,通过剧烈搅拌,形成了“GSH-Ag(Ⅰ)配合物”,然后再加入硼氢化钠进行还原,从而得到了“谷胱甘肽保护的银簇(GSH-AgNCs)”(如图3所示)。这主要是基于“GSH-Ag(Ⅰ)配合物”与“谷胱甘肽保护的银簇”之间的特定组合,从而实现了银簇对Cys的选择性和敏感性。该传感器的亮点是银簇受到了谷胱甘肽的保护。当把Cys添加到GSH-AgNCs体系时,其荧光猝灭效果非常明显,但是,当添加GSH以及其他的硫醇化合物时,其荧光强度几乎不变。所制备的GSH-AgNCs对Cys展现出极高敏感性,并且检测限低于3 nmol·L-1。通过电喷雾电离质谱(electrospray ionization mass spectrometry,ESI-MS)分析,提出该传感器检测Cys的机理:Cys可以穿透银簇的GSH保护层,将银簇分解,得到了硫醇-Ag配合物,导致了GSH-AgNCs发生荧光猝灭。然而,一些体积较大的硫醇配体,如BSA等大分子物质会被银簇的保护层屏蔽,不能与银簇表面的银原子发生作用,因此几乎不会对GSH-Ag NCs的荧光强度造成影响。Chen等[93]以BSA和硝酸银为反应物,通过简单的湿法制备了BSA保护的银簇,再经过冻干进一步制得银簇粉末。该荧光探针能够快速检测Cys, Hcy(同型半胱氨酸)和GSH等物质。通过优化反应条件,得出Cys,Hcy和GSH的检测范围分别为2.0 × 10-6 ～9.0×10-5 mol·L-1,2.0×10-6～1.2×10-4 mol·L-1,1.0×10-5～8.0×10-5 mol·L-1,同时,这三者的最低检测限分别为8.1×10-7 mol·L-1(Cys),1.0×10-6 mol·L-1(Hcy), 1.1×10-6 mol·L-1(GSH)。该实验方法不仅能够用于人体血浆中Cys,Hcy和GSH等硫醇类物质的检测,而且加深了人们对于蛋白质和贵金属纳米簇之间作用机理的理解。
在两步合成法过程中,第二步的作用是使之前所制备的银簇中间体发生尺寸聚集过程以形成单分散的银簇。因此,对于制备优质的银簇来说,具备一个合适的刻蚀环境是非常有必要的。温和的刻蚀条件往往是制备良好的纳米簇的重要保证。有文献报道了一种可逆的相转移的制备银簇的方法,把多分散、不稳定的银簇中间体转化为单分散、稳定的银簇[39-41]。Yuan等[39]通过“循环还原-分解法”制备了谷胱甘肽保护的银簇,在水相中,通过硼氢化钠的还原,得到了银簇中间体。然后将带有负电荷基团的银簇中间体转移到溶有十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)的甲苯溶液中,得到了一种核壳结构的银簇中间体。在甲苯中,银簇中间体被包裹着的十六烷基三甲基溴化铵阳离子缓慢刻蚀,最终形成单分散的银簇。1.1.2 一步合成法
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米生物效应与安全性研究展望[J]. 刘颖,陈春英. 科学通报. 2018(35)
[2]荧光金属纳米簇的合成及其在生物医学中的应用研究进展[J]. 孙欢欢,卿太平,步鸿昌,何晓晓,王柯敏. 分析测试学报. 2018(10)
[3]纳米发光银簇的合成与应用研究进展[J]. 李雨晴,陈曦,杨雪,吴梦昊,成玉梁,谢云飞,姚卫蓉,钱和,郭亚辉. 分析试验室. 2018(09)
本文编号：3559319
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