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贵金属纳米材料作为一种新兴的功能纳米材料,具有粒径依赖的内在特性。通过控制其尺寸、形状、成分、结晶度以及结构,可以很好的调节贵金属纳米材料的内在性质,从而使得其在电学、光学、磁学、催化、生物医疗等诸多方面都有广泛应用。同时,贵金属纳米材料具有与量子点材料相仿的强荧光、高量子产率,又具备量子点材料所不具备的低毒、良好的生物相容性的特点,具有光稳定性好、抗漂白能力强、激发光谱宽、斯托克位移大以及较小的尺寸等优点,这些优点使其在生物标记成像、生物探针、化学传感器等方面具有广阔的应用前景。本论文主要从四个方面进行了研究: 一、以AOT作为表面活性剂,甲苯作为连续相,在超临界CO2中形成了超临界CO2-甲苯微乳液;在这种微乳液介质中,以H2为还原剂,AgNO3为前驱体,制备了粒径可控的Ag纳米颗粒,同时一个热处理过程被用于Ag纳米颗粒的优化,以提高其稳定性。 运用一系列表征手段对纳米Ag样品进行表征,表明了Ag纳米颗粒表面包覆的表面活性剂AOT使其稳定性较高;同时证明了Ag纳米颗粒的粒径与n水/nAOT值(ω)有较好的线性关系。 二、使用聚合物聚丙烯酸钠作为模板保护剂,通过H2还原PAA和AgNO3的混合溶液,制备出了高强度的水溶性荧光Ag纳米团簇;通过调节H2压力、Ag+浓度、[COO-]/[Ag+]值以及H2还原时间,可控合成了具有不同近红外区发射波长的荧光Ag纳米团簇。 运用一系列表征手段对荧光Ag纳米团簇进行表征,分析了不同因素对荧光Ag纳米团簇发光性能的影响,证明了Ag纳米团簇近红外波长的荧光是由于Ag纳米颗粒与Ag纳米团簇之间的耦合作用引起的。 三、使用谷胱甘肽作为模板保护剂,同时也作为还原剂,在常温条件下,通过简单搅拌AgNO3、HAuCl4与GSH混合溶液的方法制各了具有较强荧光特性的Au@Ag复合纳米团簇;其荧光具有非常明显的特异性,即在一个发射光谱上显现出520nm、630nm两个发射峰;同时考察了pH对Au@Ag复合纳米团簇发光性能的影响,探讨了Au@Ag复合纳米团簇作为pH传感器的潜力。 运用一系列表征手段对Au@Ag复合纳米团簇进行表征,证明了Au@Ag复合纳米团簇的520nm处的荧光为由表面Ag+-GSH到Au核的聚集诱导型荧光,而630nm处的荧光为Au核自身产生的荧光,表明了Au@Ag复合纳米团簇具有以Au原子簇为内核,Ag+-GSH络合物为壳的核壳结构。 四、针对Ca2+在生物体新陈代谢过程中的重要作用,首次使用所制备的水溶性荧光Ag纳米团簇作为Ca2+传感器。通过Ca2+与Ag纳米团簇表面的羧基基团的络合,优化了Ag纳米团簇的表面状态,进而引起Ag纳米团簇的荧光增强的原理实现了对Ca2+的选择性检测,其荧光的增强程度与Ca2+的浓度成一定的线性关系,在0.2~1.4mM这一人体血清Ca2+浓度范围内实现了Ca2+的定量检测。这一 Ca2+传感器有望被用于生物体Ca2+的在线检测。