新型荧光贵金属纳米簇的制备、表征及其传感器的应用研究

发布时间：2019-04-09 09:39

【摘要】：新型荧光贵金属纳米簇是由金、银和铂族(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等贵金属元素组成。一般来说,荧光贵金属纳米簇按照金属元素组成分为三种类型,由几个到几十个单一贵金属原子组成单金属纳米簇；由一种贵金属与其它某种金属元素组合形成双金属纳米簇；由一种贵金属与其它两种以上金属元素组合形成多金属纳米簇。贵金属纳米簇由于其良好的光学性质和生物相容性已经被应用于药物输送、基因检测、食品检测、环境监测、催化、活体生物成像等许多领域。但是,鉴于目前对荧光传感器和荧光比率传感器的需求以及贵金属纳米簇自身存在的缺陷和不足,新型荧光贵金属纳米簇在合成及传感器的制备等方面仍然需要进一步的探索研究。本论文的主要工作包含：1.利用11-巯基十一烷酸(11-MUA)作为包裹剂和还原剂通过“一锅煮”的方法成功合成了荧光金纳米簇(Au-NCs)=在实验过程中,我们利用Eu3+作为荧光猝灭剂,即在pH为7.0的缓冲溶液中,Eu3+与11-MUA保护的Au-NCs通过Eu3+-O键结合,导致Au-NCs聚集,进而Au-NCs的荧光猝灭。同时,Eu3+又可以通过静电作用对溶液中的磷酸根进行特异性识别,所以当我们把磷酸根引入到Eu3+-Au-NCs复合物体系中时,磷酸根与Eu3+发生更强的静电吸附作用,最终Eu3+从Au-NCs表面得以释放,Au-NCs的荧光强度恢复。基于上述Au-NCs的荧光“开-关-开”现象,我们制备了简单的磷酸根荧光传感器,并发现该传感器在柠檬酸根、Fe(CN)63-, SO42-, S2O82-, Cl-, HS-, Br-,醋酸根,NO2-, SCN-, C104-, HCO3-, N03-, Cd2+, Ba2+, Zn2+, Mg2+等离子存在时仍能够实现对磷酸根较好的选择性检测。因此,我们成功构建了基于Au-NCs荧光材料的磷酸根离子传感器,该传感器实现了对磷酸根宽线性范围(0.18-250μM)、低检测限(180 nM)、高选择性检测。2.在上面研究的基础上,我们通过荧光寿命实验证明上述11-MUA包裹合成的Au-NCs所发的光为磷光。研究过程中我们发现,在一定的实验条件下,表面带正电荷的鱼精蛋白(protamine)与表面带负电荷的Au-NCs之间的静电吸附作用可以使Au-NCs的磷光猝灭。肝素钠是一种表面带大量负电荷的有机分子化合物,它可以与表面带正电荷的高分子化合物通过静电作用发生相应的化学反应。故当我们把肝素钠引入到protamine-Au-NCs复合物体系中时,由于肝素钠与protamine之间具有更强的静电作用而使protamine从Au-NCs表面释放,最终使Au-NCs的磷光得以恢复。基于此,我们应用磷光Au-NCs作为磷光探针成功构建了一种简单的“开-关-开”肝素钠传感器。此外,该传感器检测肝素钠的线性范围达到了0.006-25.0 μgmL-1,检测限低至6 ng mL-1,并且我们在胎牛血清实样中检测肝素钠获得了较为满意的实验结果。3.我们首次通过“一锅煮”的水热方法成功合成了BSA-Er配合物调节的双激发、双金属(Au/Ag)合金纳米簇(BSA-Er/Au/Ag-NCs),制备、研究了基于BSA-Er/Au/Ag-NCs荧光材料的比率荧光传感器。该纳米簇在340 nm激发波长下激发所形成地发射光谱分别在400 nm和585 nm处出现发射峰,并且通过实验证明,400 nm处的发射峰归属于BSA-Er配合物,585 nm处的发射峰归属于双金属Au/Ag-NCs。更有趣的是,当硫离子加入后,该纳米簇在400 nm处的荧光强度增强,而585 nm处的荧光强度降低,出现这种现象的原因可能归因于在Au/Ag-NCs的表面生成的Ag2S层。Ag2S层不仅可以使Au/Ag-NCs的荧光猝灭,而且可以阻断BSA-Er配合物向Au/Ag-NCs的能量转移。进而最终使得两峰的荧光强度比(I400/I585)随着硫离子浓度的增加而不断增大,从而增大了硫离子的检测灵敏度。基于以上机理,我们成功构建了硫离子比率型传感器,该传感器检测硫离子的线性范围为0.02-180μM,检测限为6.0 nM,并且对硫离子有较好的选择性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O657.3

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本文编号：2455066