贵金属纳米材料的合成及其在生物细胞和水环境中的荧光传感应用

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一直以来,金属离子的检测与分析在环境保护和人类健康方面都具有重大意义,其中基于荧光金属纳米簇的荧光传感器由于其检测速度快,成本低而吸引着研究人员的广泛关注。荧光金属纳米簇的尺寸超小,使其具有类似于分子的化学性质以及良好的荧光性质,这使得金属纳米簇具有开发成性能良好的荧光传感器的潜能。此外,金属纳米簇具有非常好的生物相容性,使其能够应用于生物体内的荧光传感分析。本论文利用制备的荧光单、双贵金属纳米簇分别提出了两种金属离子(Al3+、Hg2+)的荧光传感检测方法。首先,利用还原型谷胱甘肽(GSH)作为还原剂和配体稳定剂,合成了一种低荧光的单金属纳米簇—Au(GSH-Au)NCs。基于聚合诱导发光,较高浓度的Al3+能够特异性的使其荧光强度增强近40倍,且具有较宽的浓度检测范围(100μM-600μM)。由于Au(GSH-Au)NCs具有非常好的生物相容性、毒性低,使其成功应用于活细胞内Al3+过量浓度的荧光传感分析,具有诊断机体细胞铝中毒的应用潜能。接着,我们利用4,6-二氨基-2-巯基嘧啶(DAMP)作为还原剂和配体稳定剂,采用“一锅法”,制备了一种荧光双金属纳米簇—DAMP-AuAg BNCs,其具有超小尺寸以及在水溶液中较好的胶体稳定性,且能够发射出明亮的红色荧光。基于Hg2+与Au+、Ag+之间都存在强烈的嗜金属相互作用,Hg2+能够使DAMP-AuAg BNCs发生不可逆转的聚集,导致其荧光猝灭,这使DAMP-AuAg BNCs能够应用于Hg2+的荧光传感检测。荧光DAMP-AuAg BNCs用于Hg2+的荧光传感检测具有较宽的线性检测范围(0.85μM-246μM)以及低的检测限(20 n M),且被成功的应用于本地自来水和自然湖水环境中的Hg2+的荧光传感分析。荧光双金属纳米簇在许多方面都优于其对应的单金属纳米簇,可以更深入的探索荧光DAMP-AuAg BNCs在其他方面的应用潜能。
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