合金纳米团簇的结构、光学性质及在生物中的应用

发布时间：2020-11-04 05:47

　　 Au纳米团簇(Au NCs)由于其具有特殊的电子结构和发光性质,如量子化电荷、分立能级、光致发光等,在光传感、荧光标记、生物成像等基本领域都有广泛的应用,并因此受到了很大的关注。但需要注意的是,金昂贵的价格和弱的荧光限制了它在各个领域的进一步利用。为了改善Au NCs的发光性能同时降低生产成本,一系列的化学合成方法被采用,主要有原子掺杂、交换保护配体以及改变反应条件等。本论文通过在Au NCs中掺入金属原子提高NCs的发光性能,研究了原子掺杂对Au NCs的电子结构、光学性质的影响,并且探讨了其在生物成像中的应用。其主要研究内容及结果如下:1.通过化学掺杂法分别在Au NCs中掺杂Cu原子和Zn原子形成超小CuAu NCs和ZnAu NCs。利用一系列的光谱测试技术,例如紫外可见(UV-vis)吸收、发射光谱、荧光寿命、量子产率等来研究Au NCs、CuAu NCs、ZnAu NCs的光学性质。研究结果发现,与未掺杂金属原子的Au NCs相比,Cu原子掺杂的CuAu NCs的荧光强度增加了2倍,而Zn原子掺杂的ZnAu NCs的荧光增强达3倍左右。另外,荧光寿命的测试结果表明CuAu NCs和ZnAu NCs均具有较长的微秒级荧光寿命,且ZnAu NCs的荧光寿命较Au NCs的更长。说明原子掺杂会对Au NCs的光学性质产生影响。2.通过分析透射电子显微镜(TEM)、基质辅助激光解吸附-串联飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等数据,研究合金CuAu NCs和ZnAu NCs的结构特征,分析结果表明这两种发光NCs均属于分子量位于一定范围的复合物团簇。3.为了探索CuAu NCs和ZnAu NCs在生物医学中的应用,进行了稳定性和光稳定性研究,结果显示这两种合金发光NCs均具有良好的稳定性和光稳定性,这种优异的光学性质在荧光成像中具有很大的优势。为了进一步评估CuAu NCs和ZnAu NCs的可利用性,进行了细胞毒性研究和细胞成像实验,结果表明它们具有低细胞毒性,且能够很好的应用于生物成像。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O641.4
【部分图文】：

[61]。图1-2 (a) 连续加入10 μL 浓度组件增加的Hg2+溶液，Ag NCs (体积4 mL，浓度10-5M) 的荧光响应，(b) 加入10-7M不同的金属离子溶液后，Ag NCs在652 nm处的荧光猝灭效应 [(I0-I)/ I0][62]。

图1-3 Au NCs-PLA-GPPS-FA纳米载体形成的示意图[68]。大多数的抗癌药物在杀死癌细胞的同时也会伤害正常组织，这极大地限制了其效用。Bhattacharyya 和他的同事克服了这个限制，并制定了一种使用装载溶菌酶的阿霉素包裹的 Au NCs 选择性杀死乳腺癌细胞的策略[69]。他们表示，负载 1μM 阿霉素的 Au NCs 能够杀死 90%的癌细胞，而仅仅杀死 30%的正常细胞，但是单独使用自由的阿霉素对癌细胞和正常细胞的杀伤率均达到 80%。因此，载有阿霉素的 Au NCs 可导致癌细胞的选择性杀伤[69]。Chen 等人利用 Au NCs 可用于荧光标记、两亲性超支化嵌段共聚物可提高纳米载体的稳定性和载药能力的优点，成功合成了具有核壳结构的多功能纳米载体 Au NCs-PLA-GPPS-FA(如图 1-3)，用于靶向传递抗癌药物[68]。1.4.4 生物成像应用开发有效的纳米材料用于选择性标记对生物较重要的离子或者中性分析物

大多数的抗癌药物在杀死癌细胞的同时也会伤害正常组织，这极大地限制了其效用。Bhattacharyya 和他的同事克服了这个限制，并制定了一种使用装载溶菌酶的阿霉素包裹的 Au NCs 选择性杀死乳腺癌细胞的策略[69]。他们表示，负载 1μM 阿霉素的 Au NCs 能够杀死 90%的癌细胞，而仅仅杀死 30%的正常细胞，但是单独使用自由的阿霉素对癌细胞和正常细胞的杀伤率均达到 80%。因此，载有阿霉素的 Au NCs 可导致癌细胞的选择性杀伤[69]。Chen 等人利用 Au NCs 可用于荧光标记、两亲性超支化嵌段共聚物可提高纳米载体的稳定性和载药能力的优点，成功合成了具有核壳结构的多功能纳米载体 Au NCs-PLA-GPPS-FA(如图 1-3)，用于靶向传递抗癌药物[68]。1.4.4 生物成像应用开发有效的纳米材料用于选择性标记对生物较重要的离子或者中性分析物一直是比较活跃的研究领域。因此，如果生物分子内的特定位置可以被特别映射
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 熊赛霞;李露;邵从英;;基于L-甲硫氨酸模板新型荧光铜纳米团簇的制备及性质研究[J];兰州文理学院学报(自然科学版);2016年06期

2 刘晨昱;林雨青;黄潇楠;;荧光银纳米团簇在生物化学传感分析中的应用[J];首都师范大学学报(自然科学版);2017年02期

3 甘自保;夏楠;伍志鲲;;第四种晶相最密排列方式[J];中国科学基金;2017年05期

4 欧苏慧;赵丽霞;刘凡毅;李昱;张昊天;谢海芬;罗有华;;金镉混合纳米团簇的结构布局和电子性质的理论研究[J];原子与分子物理学报;2017年02期

5 杨金龙;;原位配体交换方法合成合金纳米团簇[J];物理化学学报;2017年07期

6 卢敏;陈巧;;银纳米团簇负热容现象的分子动力学模拟[J];物理实验;2007年12期

7 汪恕欣;李杨枫;朱满洲;;精确尺寸巯基保护贵金属纳米团簇的合成进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2017年06期

8 陈萌;谈立伟;许娜;冯大千;刘国良;王伟;;金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用[J];盐城工学院学报(自然科学版);2014年02期

9 杨云贵;柴晓燕;陶旭梅;梅丽;印永祥;戴晓雁;尚书勇;;复合镍基催化剂表面纳米团簇结构的调控及其催化应用[J];化学反应工程与工艺;2010年06期

10 王慧琴;刘正东;;光子晶体对非晶纳米团簇辐射特性的影响[J];物理学报;2009年03期

相关博士学位论文 前10条

1 陈爽;硫醇保护的金基纳米团簇的结构转化及其相关性质研究[D];安徽大学;2019年

2 柴进松;探究组装单元对自组装币金属纳米团簇结构和性质的影响[D];安徽大学;2019年

3 庄胜利;四种中等尺寸的金纳米团簇的合成与性质研究[D];中国科学技术大学;2018年

4 杨洁;功能银纳米团簇的合成及其性质与应用的研究[D];中国科学技术大学;2015年

5 鲍捷;金-双膦纳米团簇可控制备及生长机制研究[D];中国科学技术大学;2016年

6 杨丽娜;金纳米团簇的生长及荧光性能研究[D];中国科学技术大学;2016年

7 高召;金属纳米团簇与碳点荧光探针制备、组合与应用[D];天津大学;2015年

8 杨太群;羧基保护的金属纳米团簇发光机理及生物学应用研究[D];华东师范大学;2017年

9 宋永波;有机硒配体保护的金纳米团簇的直接合成，结构及其性质研究[D];安徽大学;2017年

10 黄婷;金纳米团簇的可控制备及电催化氧还原性能研究[D];中国科学技术大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 苏伟超;微反应工艺合成水溶性金纳米团簇及金属离子检测的应用研究[D];华东理工大学;2019年

2 杜洋;银及金—银纳米团簇的合成、表征和性质研究[D];厦门大学;2018年

3 潘艺婷;蛋氨酸/多肽保护的癌细胞特异性荧光金纳米团簇的体外细胞成像研究[D];安徽大学;2019年

4 貟亚培;单层配体保护的贵金属纳米团簇催化剂的活性调控策略[D];安徽大学;2019年

5 曹佑海;离子液体辅助下贵金属（Au、Pd）纳米团簇的制备及其对甲醛氧化的性能研究[D];天津大学;2018年

6 刘玲芳;合金纳米团簇的结构、光学性质及在生物中的应用[D];天津大学;2018年

7 李钦臻;一种基于五肽保护金纳米团簇的纳米载药系统的设计及其机理研究[D];安徽大学;2019年

8 昝晓凤;水溶性单分散的金银纳米团簇的配体交换方法研究[D];安徽大学;2019年

9 乔艳青;合金纳米团簇的制备，发光性质及在生物中的应用[D];天津大学;2018年

10 芈越瑶;基于量子点和铜纳米团簇的非标记荧光探针及在谷胱甘肽检测中的应用[D];华中农业大学;2018年

本文编号：2869709