金属纳米簇的制备及分析检测

来源 :山西大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:a_hai1983
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金属纳米粒子(MNPs)作为一种新型的荧光纳米传感器,有其独特的性质:良好的光稳定性、大的斯托克斯位移、低毒性等。除此之外,金属纳米簇合成过程简单,易于操作,并且可以通过控制合成条件来制备粒径大小及发光性能不同的纳米粒子,因此可以应用在多种领域。本文选用丝素蛋白生物大分子为模板,合成出铜纳米簇(CuNCs)、镍纳米簇(NiNCs)及银纳米粒子(AgNPs),并基于荧光诱导(AIE)、纳米刻蚀、荧光猝灭机制,分别建立了pH、离子、分子传感体系。第一章:介绍了金属纳米粒子(MNPs)的制备、性质及其应用等方面的发展状况,并简要叙述了本论文的工作内容。第二章:利用“一锅法”合成了具有聚集诱导特性的铜纳米簇(CuNCs),基于此机理,在pH=7.0的条件下,CuNCs可以用来检测S2-。通过荧光光谱,紫外-可见吸收光谱,X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进一步研究了CuNCs与S2-之间的作用机理。通过透射电子显微镜(TEM)可以观察到较小粒径的CuNCs(2.8 nm)有序组装成尺寸为(47±2)×(15±2)nm的均匀棒状纳米粒子,并伴随着荧光强度的增强,量子产率从1.6%增加到4.9%。更重要的是,组装的纳米粒子在尺寸和形态上也是单分散的,这为分析应用提供了独特的优势。基于此,SF@CuNCs可以发展成为实用的纳米传感器用于S2-的检测,且具有高灵敏度和选择性。S2-检测的线性响应范围为5.0μM-110.0μM,检测限为0.286μM。第三章:在碱性条件下,以丝素蛋白为模板和还原剂,合成了双功能型银纳米粒子(AgNPs),可同时作为S2-离子和pH传感器。S2-离子可以将较大粒径的AgNPs刻蚀成小尺寸AgNCs,同时伴随着荧光增强现象。并且研究的16种阴离子,均表现出对S2-高的选择性。除此之外,基于质子化和去质子化机制,SF@AgNPs的荧光随着pH值的增加而增强并伴随着粒径的改变,因此它也可以发展成pH传感。这项工作为单个探针用于多个目标检测的体系提供了新的方向。第四章:以天然丝素蛋白为模板和还原剂一步合成了高荧光强度的SF@NiNCs。合成的SF@NiNCs荧光量子产率(QY)高达15.26%,发较强的蓝绿色荧光。基于不同作用机理可用于水溶液中H2O2和四环素(TCs)的检测。TCs的加入使探针荧光发射峰发生比率型变化,小于500 nm处SF@NiNCs的荧光强度不断减弱,而大于500 nm处的荧光强度随TCs浓度的增加而增大,在500 nm处出现等发射点;而H2O2的加入仅使体系在475 nm处荧光猝灭。此外,合成的SF@NiNCs有较低的毒性、有良好的生物相容性可以进入细胞中,为纳米探针进一步应用于生物成像领域提供了可能。第五章:总结了本工作中金属纳米粒子(簇)作为荧光纳米传感,在检测离子及分子等方面的应用,并对以后的工作进行了展望。
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