金、铜纳米团簇荧光性质研究及其检测应用

摘要

金、铜纳米团簇通常由几个到数百个金属原子组成，是一类新型的荧光纳米材料。金属纳米团簇由于其独特的物理、化学性质，比如:良好的光稳定性、较大的Stokes位移、低毒性、高发光效率、良好的水溶性、简单的制备方法、以及它们独特的尺寸依赖的荧光性质，已经作为一类很有前景的荧光探针，广泛应用于分析检测以及生物成像。金属纳米团簇的快速发展，对于金属纳米团簇在分析物质检测以及生物成像等方面有着十分重要的意义。本文基于目前利用金、铜纳米团簇的荧光性质对物质检测以及生物成像的不足，设计了两种新型的金属纳米团簇的检测体系，具体研究内容如下:
　　(1)以L-半胱氨酸刻蚀非荧光铜纳米晶制备了具有良好水溶解性、稳定性以及独特聚集诱导发光性质的铜纳米团簇。利用合成的铜纳米团簇的聚集诱导发光性质，通过S2-聚集水溶液中分散的铜纳米团簇从而导致其荧光增强，实现了儿童玩具“臭屁炸弹”中释放的硫化氢气体的特异性检测。与传统的金属纳米团簇荧光淬灭来进行检测相比，该方法可以节约金属纳米团簇的用量并具有较高的灵敏度。该检测方法的检出限低至42 nM，线性范围是0.2-50μM，与传统亚甲基蓝的方法检测结果一致。
　　(2)通过一步碳二亚胺偶联法缩合，将二氢硫辛酸包裹的金纳米团簇(DHLA-AuNCs)有序性地修饰到聚乙烯亚氨包裹的碳量子点(BPEI-CQDs)上，从而制备出了一种具有特定“卫星状”结构、有序自组装的CQD-AuNC荧光共振能量转移纳米材料。基于金纳米团簇对活性氧敏感的特性，构建了CQD-AuNC纳米卫星比率荧光探针并应用于患癌细胞（HeLa细胞）中活性氧的高效、灵敏检测并进行细胞成像。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 金属纳米团簇概述

1．1．1 金属纳米团簇荧光性质研究

1．1．2 金属纳米团簇的光谱可调性

1．1．3 金属纳米团簇的结构和电荷效应

1．2 金属纳米团簇的制备

1．2．1 化学还原法

1．2．2 光还原法

1．2．3 化学刻蚀法

1．3 金属纳米团簇的应用

1．3．1 重金属离子检测

1．3．2 阴离子检测

1．3．3 生物小分子检测

1．3．4 蛋白质检测

1．3．5 生物成像

1．4 本课题研究内容和意义

第二章 基于铜纳米团簇聚集增强荧光高选择性检测硫化氢

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂部分

2．2．2 实验仪器

2．2．3 Cys-CuNCs的制备

2．2．4 荧光的测定

2．2．5 样品的前处理

2．3 结果与讨论

2．3．1 制得的CuNCs的表征

2．3．2 S2-引起CuNCs的聚集

2．3．3 实验条件的优化

2．3．4 选择性实验

2．3．5 利用Cys-CuNCs高选择性、高灵敏性检测S2-

2．3．6 实际样品的测定

2．4 结论

第三章 CQD-AuNC纳米卫星作为比率荧光探针检测细胞内活性氧

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂部分

3．2．2 实验仪器

3．2．3 BPEI-CQDs的合成

3．2．4 DHLA-AuNCs的含-成

3．2．5 CQD-AuNC纳米卫星的制备(BPEI-CQDs和DHLA-AuNC的偶联)

3．2．6 细胞的培养以及毒性实验

3．2．7 荧光成像实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 BPEI-CQDs和DHLA-AuNCs的表征

3．3．2 碳二亚胺偶联反应制备CQD-AuNC纳米卫星

3．3．3 CQD-AuNC纳米卫星系统内荧光共振能量转移效率

3．3．4 CQD-AuNC纳米卫星作为比率荧光探针分析检测ROS

3．3．5 细胞毒性研究

3．3．6 CQD-AuNC纳米卫星荧光探针检测活体细胞内ROS

3．4 结论

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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