水溶性银纳米团簇的合成及其荧光传感应用
发布时间：2021-12-22 10:43
贵金属纳米团簇是由数十到数百个金属原子组成的相对稳定的分子级原子聚集体,其尺寸接近电子的费米波长,它弥补了金属原子和纳米颗粒之间的间隙,表现出类分子的化学和光学性质。水溶性银纳米团簇具有较小的尺寸,低毒性,优异的光稳定性,较大的斯托克斯位移,良好的生物相容性以及简单绿色的合成方法,良好的抗菌性等优点,被广泛用作荧光探针。本文利用水热还原法,光还原法,化学还原法等不同方法合成了多种配体保护的水溶性银纳米团簇,并基于这些荧光银纳米团簇作为荧光探针,构建了两个完全不同的荧光传感体系,分别用于检测生物小分子半胱氨酸和识别重金属离子,主要研究内容如下:（1）谷胱甘肽保护的银纳米团簇作为荧光增强型探针检测半胱氨酸利用水热法合成谷胱甘肽保护的银纳米团簇（GSH-Ag NCs）具有较弱但稳定的红色发光,当加入半胱氨酸（Cys）后,Cys通过Ag-S键锚定在Ag NCs的Ag核表面,形成半胱氨酸和谷胱甘肽双配体保护的Ag NCs,配体数量的增加使纳米团簇的荧光强度被显著增强。利用GSH-Ag NCs作为荧光探针构建荧光增强体系用于检测Cys,该检测体系能够定量分析浓度在23000μ...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单个原子，团簇和纳米颗粒的几何和电子结构（图片引用自文章[5]）
华东师范大学硕士学位论文6荧光[50]。THF中的偶极变化重新将能量从PEI分配到Ag核，从而影响了团簇的激发态[50]。Deng小组利用主-客体识别作用，在水介质中将L-精氨酸修饰在6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶(ATT)保护的AuNCs表面[51]。精氨酸中的鸟嘌呤基团与ATT形成氢键，从而通过阻碍配体的旋转和振动抑制了激发态非辐射能量的损失，修饰后的团簇在528nm处的PL发光强度变得比原ATT-AuNCs高34倍，并且激发态寿命也由13ns增加到86ns[51]。溶液中pH值的变化也会改变MNCs的发光特性，在合成Au25(Capt)18(Capt=Captopril)后调节溶液的pH,经过HCl处理后，团簇的核尺寸和配体壳层发生转变，团簇在700nm处的PL发光强度比之前增加了近10倍[52]。以胰蛋白酶为模板合成CuNCs，当pH>7时，CuNCs发出蓝色荧光，而随着pH值的减小，CuNCs在酸性溶液中发出亮黄色荧光[53]。4）聚集诱导发光图1-2(a)溶剂诱导聚Au(I)-SG络合物AIE特性示意图。Au(I)-硫醇络合在不同比例的乙醇和水混合溶剂中的(b)可见光和紫外光下的数码照片，(c)紫外吸收谱图，(d)荧光谱图。（插图:发光强度与水-乙醇混合溶剂中乙醇含量之间的关系图。）（图片引用自文章[54]）唐本忠团队发现一些噻咯分子在溶液中几乎不发光，而在聚集状态或固体薄膜下其荧光强度被大大增强，这种独特的光物理现象被其命名为聚集诱导发光(AIE)[55]。基于他们的广泛研究，现已充分确定聚集状态下的荧光发射增强是由于聚集限制分子内运动(RIM)，分子内振动(RIV)和分子内旋转(RIR)导致的[55,56]。科研人员发现部分荧光MNCs中也具有AIE特性。例如：Xie小组发现通过溶剂
第一章绪论7诱导或阳离子诱导,不发光的聚Au(I)-SG络合物会发生聚集并发出强荧光，发光的强度和颜色很大程度上取决于聚集程度[54]。该小组基于这一发现，使用常见的硫醇盐配体谷胱甘肽作为还原剂兼保护剂,开发了一种简单的一锅法，合成了量子产率约为15％的Au-SG纳米簇。该方法合成的Au-SG纳米团簇具有Au(0)@Au(I)-硫醇的核-壳结构，该结构由Au(I)-硫醇盐络合物在Au(0)核上原位生成的受控聚集形成[54]。2018年，Zhu小组使用Ag29(BDT)12(TPP)4团簇（BDT：1，3-苯二硫醇；TPP：三苯基膦）作为模型，提出了一种基于配体的“解离-聚集限制”模式增强团簇荧光的方法[57]。通过向Ag29(BDT)12(TPP)4的N,N-二甲基甲酰胺溶液中将添加TPP，能够限制配体TPP的分解-聚集过程，Ag29(BDT)12(TPP)4团簇的发光强度增加约13倍，量子产率由0.9％增加到11.7％，并通过低温研究进一步验证了这种新颖的机制，两种方法都能使激发态弛豫的辐射路径变得有利，从而导致团簇发光增强[57]。1.3.2金属纳米团簇荧光性质的应用超小尺寸的荧光贵金属纳米团簇具有良好的光稳定性，生物相容性等一系优越的特性使其在基础科学研究和技术探索等各个领域具有广泛的吸引力。MNCs具有较大的斯托克位移可以防止光谱串扰，从而增强检测信号。近年来，荧光MNCs被用作荧光探针广泛用于生物小分子、金属离子、蛋白质和DNA等物质的检测[23,58-60]。1）检测生物小分子图1-3Fenton反应触发用于葡萄糖感测的荧光AgNCs的生成示意图（图片引用自文章[61]）葡萄糖作为生物学中一种重要的碳水化合物，在人体新陈代谢中起着至关重要的作用，葡萄糖水平的异常有可能导致糖尿病，葡萄糖的有效检测在生命科学
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optical colorimetric sensor arrays for chemical and biological analysis[J]. Yufan Ma,Yawen Li,Kun Ma,Zhuo Wang. Science China（Chemistry）. 2018(06)
本文编号：3546262
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单个原子，团簇和纳米颗粒的几何和电子结构（图片引用自文章[5]）
华东师范大学硕士学位论文6荧光[50]。THF中的偶极变化重新将能量从PEI分配到Ag核，从而影响了团簇的激发态[50]。Deng小组利用主-客体识别作用，在水介质中将L-精氨酸修饰在6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶(ATT)保护的AuNCs表面[51]。精氨酸中的鸟嘌呤基团与ATT形成氢键，从而通过阻碍配体的旋转和振动抑制了激发态非辐射能量的损失，修饰后的团簇在528nm处的PL发光强度变得比原ATT-AuNCs高34倍，并且激发态寿命也由13ns增加到86ns[51]。溶液中pH值的变化也会改变MNCs的发光特性，在合成Au25(Capt)18(Capt=Captopril)后调节溶液的pH,经过HCl处理后，团簇的核尺寸和配体壳层发生转变，团簇在700nm处的PL发光强度比之前增加了近10倍[52]。以胰蛋白酶为模板合成CuNCs，当pH>7时，CuNCs发出蓝色荧光，而随着pH值的减小，CuNCs在酸性溶液中发出亮黄色荧光[53]。4）聚集诱导发光图1-2(a)溶剂诱导聚Au(I)-SG络合物AIE特性示意图。Au(I)-硫醇络合在不同比例的乙醇和水混合溶剂中的(b)可见光和紫外光下的数码照片，(c)紫外吸收谱图，(d)荧光谱图。（插图:发光强度与水-乙醇混合溶剂中乙醇含量之间的关系图。）（图片引用自文章[54]）唐本忠团队发现一些噻咯分子在溶液中几乎不发光，而在聚集状态或固体薄膜下其荧光强度被大大增强，这种独特的光物理现象被其命名为聚集诱导发光(AIE)[55]。基于他们的广泛研究，现已充分确定聚集状态下的荧光发射增强是由于聚集限制分子内运动(RIM)，分子内振动(RIV)和分子内旋转(RIR)导致的[55,56]。科研人员发现部分荧光MNCs中也具有AIE特性。例如：Xie小组发现通过溶剂
第一章绪论7诱导或阳离子诱导,不发光的聚Au(I)-SG络合物会发生聚集并发出强荧光，发光的强度和颜色很大程度上取决于聚集程度[54]。该小组基于这一发现，使用常见的硫醇盐配体谷胱甘肽作为还原剂兼保护剂,开发了一种简单的一锅法，合成了量子产率约为15％的Au-SG纳米簇。该方法合成的Au-SG纳米团簇具有Au(0)@Au(I)-硫醇的核-壳结构，该结构由Au(I)-硫醇盐络合物在Au(0)核上原位生成的受控聚集形成[54]。2018年，Zhu小组使用Ag29(BDT)12(TPP)4团簇（BDT：1，3-苯二硫醇；TPP：三苯基膦）作为模型，提出了一种基于配体的“解离-聚集限制”模式增强团簇荧光的方法[57]。通过向Ag29(BDT)12(TPP)4的N,N-二甲基甲酰胺溶液中将添加TPP，能够限制配体TPP的分解-聚集过程，Ag29(BDT)12(TPP)4团簇的发光强度增加约13倍，量子产率由0.9％增加到11.7％，并通过低温研究进一步验证了这种新颖的机制，两种方法都能使激发态弛豫的辐射路径变得有利，从而导致团簇发光增强[57]。1.3.2金属纳米团簇荧光性质的应用超小尺寸的荧光贵金属纳米团簇具有良好的光稳定性，生物相容性等一系优越的特性使其在基础科学研究和技术探索等各个领域具有广泛的吸引力。MNCs具有较大的斯托克位移可以防止光谱串扰，从而增强检测信号。近年来，荧光MNCs被用作荧光探针广泛用于生物小分子、金属离子、蛋白质和DNA等物质的检测[23,58-60]。1）检测生物小分子图1-3Fenton反应触发用于葡萄糖感测的荧光AgNCs的生成示意图（图片引用自文章[61]）葡萄糖作为生物学中一种重要的碳水化合物，在人体新陈代谢中起着至关重要的作用，葡萄糖水平的异常有可能导致糖尿病，葡萄糖的有效检测在生命科学
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optical colorimetric sensor arrays for chemical and biological analysis[J]. Yufan Ma,Yawen Li,Kun Ma,Zhuo Wang. Science China（Chemistry）. 2018(06)
本文编号：3546262
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