荧光铜纳米团簇用于食品和环境中Cr_(2)O_(7)^(2-)的检测研究

重金属离子污染问题是食品和环境安全领域的一个重要课题,因此迫切需要开发科学灵敏的检测方法。文章使用4,6-二氨基-2-巯基嘧啶(DAMP)作为配体,在温和条件下,仅通过简单的搅拌,在10 min之内合成一种发射波长为590 nm的新型铜纳米团簇(copper nanoclusters,CuNCs)。鉴于该团簇对于重铬酸根离子(Cr_(2)O_(7)^(2-))高度的灵敏性和抗干扰能力,将其作为荧光探针,实现了对Cr_(2)O_(7)^(2-)的特异性和灵敏性检测,最低检出限为0.7μmol/L。通过加标回收试验,验证其在饮用水和湖水实际样品中对Cr_(2)O_(7)^(2-)的荧光检测能力,荧光变化显著,其加标回收率在94.3%~108.2%之间,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)均低于5%。结果表明该荧光探针对食品和环境中的Cr_(2)O_(7)^(2-)具有良好的检测效果。

柠檬基碳量子点/铜纳米团簇比率型荧光探针对环境水中Hg^(2+)检测的应用

本文以新鲜柠檬汁为碳源,利用一步水热法合成了具有荧光性能良好的荧光碳量子点(CQDs)和谷胱甘肽封端的铜纳米簇(CuNCs).由荧光光谱分析可知,在同一激发下,CQDs和CuNCs分别在420 nm和650 nm处有明显特征荧光发射峰值.将二者按一定比例构建了CQDs-CuCNs双荧光探针,并用于水环境中汞离子的荧光检测.结果发现,Hg^(2+)加入CQDs-CuCNs双荧光体系后,该荧光探针在420 nm处荧光发射峰值下降,但在650 nm处荧光发射峰值略微上升.将该双荧光探针的荧光发射峰值的比值I650/I420(在650 nm处与420 nm处的荧光发射峰值的比值)与汞离子浓度进行线性回归,结果在Hg^(2+)浓度25—400 nmol·L^(-1)范围内呈现良好线性(R2=0.9965),检出限为13.0 nmol·L^(-1).该荧光探针对湖水和污水厂出水中Hg^(2+)均未检出,但实际样品加标回收率在94.12%—103.31%之间,相对标准偏差均小于4.52%,表明该方法适用于实际水样中汞离子的快速检测.

智能手机辅助铜纳米团簇比率荧光探针检测四环素

稀土离子Eu^(3+)结合EW-Cu NCs设计双发射荧光探针,由于四环素(Tc)与EW-Cu NCs之间的内滤效应,EW-Cu NCs的荧光被猝灭,同时Tc与Eu^(3+)之间的天线效应(AEE)使得Eu^(3+)的荧光得到增强,基于此,通过探针的荧光双响应模式对Tc进行定量检测,在0.25~72.50μmol/L浓度范围内,对Tc的响应有良好的线性关系,检测限为80 nmol/L.同时根据检测过程中溶液荧光颜色的变化(由绿到红),利用智能手机进行比色法分析,颜色信号比值R/B与Tc浓度在2.5~45.0μmol/L范围内有良好的线性关系.该方法成功用于实际样品牛奶中Tc的检测,并获得满意的回收率,表明EW-Cu NCs具有较高的实际应用价值.

铜纳米团簇的制备及其荧光性能研究进展

金属纳米团簇具有独特的原子几何结构和分立的电子能级,在光、电、磁、催化和生物等领域中应用广泛。与金、银、铂纳米团簇相比,铜纳米团簇(Cu NCs)因具有低成本、低毒性、良好的生物相容性和独特的光学性质而备受关注,广泛应用于生物医学、环境检测等多个领域,并表现出了良好的荧光性能,是传统荧光材料如有机染料及半导体量子点的有效替代物。归纳了Cu NCs近几年在国内外的研究进展,对Cu NCs的合成方法及荧光性质进行了系统阐述。之后系统性介绍了Cu NCs在生物检测领域与环境检测领域的应用,并在最后分析了Cu NCs的研究及其在相关领域应用存在的主要问题及机遇。

荧光金纳米团簇的制备及其在铜离子检测中的应用

在水溶液中以谷胱甘肽(Glutathione,GSH)为稳定剂和还原剂,制备了具有较好荧光性能的金纳米团簇(GSH-AuNCs),对其结构和荧光性能等进行了表征。基于Cu2+对该GSH-AuNCs的荧光具有选择性猝灭作用建立了一种快速且简便的检测痕量Cu2+的方法。考察了检测体系中GSH-AuNCs的浓度、反应时间、pH值等因素对测定的影响。结果表明,在最优实验条件下,GSH-AuNCs的荧光强度与Cu2+的浓度分别在5.0×10-9～4.0×10-6 mol/L(R=0.9940),4.0×10-6～2.0×10-5 mol/L(R=0.9950)范围呈良好线性关系,检出限(S/N=3)为2.0×10-9 mol/L。该方法成功地应用于实际水样中Cu2+的检测。

铜、银和铂原子纳米团簇负热容现象的分子动力学模拟研究

本文采用微正则分子动力学方法模拟研究了铂、铜和银原子纳米团族从固态到液态的熔化过程,得到热容量随温度变化关系,结果表明这三种金属纳米团簇在熔化过程中均出现了负热容现象,并通过对团簇热能随温度的变化关系以及团簇原子数径向分布的分析,探讨了产生负热容现象的微观机制。

基于铜纳米团簇的纳米探针比色法检测牛奶中胆固醇含量

基于铜纳米团簇的纳米技术建立简便快速检测牛奶中胆固醇含量的方法。采用铜纳米团簇模拟辣根过氧化物酶催化活性,在胆固醇氧化酶存在条件下,胆固醇被催化氧化产生双氧水,双氧水在铜纳米团簇作用下氧化愈创木酚显色。在优化条件下,比色法检测胆固醇的线性范围为40~320μg/mL,检出限为5μg/mL,回收率为99.8%~101.2%。该方法用于牛奶实际样品中检测,精密度、重现性、稳定性和准确性均较好,可作为测定牛奶中胆固醇含量的快速检测方法。

铜原子纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究

利用分子动力学模拟方法,研究了CuN(N=80,140,216,312,408,500,628和736)纳米团簇在热化和冷凝过程中结构和热力学性质的变化,模型采用的是Johnson的EAM作用势.模拟结果表明:铜团簇的熔点和凝固点随其尺寸线性增加,并逐渐向大块晶体靠拢;所有团簇的凝固点都低于熔点,出现凝固过程中的滞后现象;在熔点和凝固点附近,团簇都具有负热容特性,负热容是由相变前后团簇内部结构突变引起的.

纳米铜团簇在并合过程中尺寸和温度效应的分子动力学模拟

在嵌入原子势的框架下,采用分子动力学模拟研究了不同初始温度、不同尺寸纳米铜团簇的并合过程·记录了体系在并合过程中演变的快照,计算了并合过程中与体系构形相关的几何参量,揭示并合体系的温度随时间的变化·结果表明:相同初始温度条件下,随着团簇尺寸的变小,并合程度升高,并合过程中温度上升幅度变大;对同尺寸团簇,随着初始温度的升高,并合程度提高,处于液态的团簇并合程度明显高于处于固态的团簇的并合程度·

铜原子纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究

本文利用分子动力学模拟方法，研究了CuN（N=80、140、216、312、408、500、628和736）纳米团簇在热化和冷凝过程中结构和热力学性质的变化，模型采用的是Johnson的EAM作用势．模拟结果表明：铜团簇的熔点和凝固。点随其尺寸线性增加，并逐渐向大块晶体靠拢；所有团簇的凝固。羔都低于熔点，出现凝固过程中的滞后现象；在熔点和凝固点附近，团簇都具有负热容特性，负热容是由相变前后团簇内部结构突变引起的。

纳米铜团簇稳定结构的分子动力学研究

以分子动力学理论和微正则系综模型为基础，采用嵌入原子方法对原子数为13～321的13个铜纳米团簇凝固过程进行模拟，主要研究了团簇热力学性质和低温下的原子分布结构．结果表明：凝固点与原子数关系曲线随原子数增加有一定变化规律，原予数较少时，曲线成较大幅度振荡下降，原子数较多时，成较小幅度振荡上升趋势；团簇在低温下具有球壳层和二维点阵型两种原子分布结构，其中心的13个原子结构分别具有Ih和D3h对称性；中心原子分布为D3h的团簇结构接近Fcc晶体，晶化在低于凝固点的450-350K之间进行．

DNA模板荧光金属纳米团簇的合成及应用

荧光金属纳米团簇的尺寸介于金属原子和纳米颗粒之间,特殊的结构和尺寸赋予了金属纳米团簇一系列优异的荧光特性,如荧光强度高、抗光漂白性能强、较大的斯托克斯位移。脱氧核糖核酸(DNA)由于其独特的结构和可设计的序列而成为合成金属纳米簇的理想模板。DNA模板的金属纳米簇主要包括DNA模板的银纳米团簇(DNA-AgNCs)、铜纳米团簇(DNA-CuNCs)、金纳米团簇(DNA-AuNCs)等。DNA模板的金属纳米团簇作为一种新型的荧光纳米探针在生物传感和生物成像等领域具有较大潜在应用价值。基于先前对DNA模板的金属纳米团簇的研究,系统总结了DNA模板的金属纳米簇的制备、性质和在生物传感以及生物成像中的应用。最后,讨论了DNA模板的金属纳米簇的未来发展研究重点和前景。

2-巯基苯并咪唑保护的铜纳米团簇的制备及银离子检测

以2-巯基苯并咪唑为保护剂,聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,水合肼为还原剂,“一锅法”合成2-巯基苯并咪唑保护的,高稳定性、强荧光、大斯托克斯位移的铜纳米团簇(Cu NCs),并用于检测水样中的银离子含量。采用透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对铜纳米团簇的结构进行表征,通过荧光光谱和紫外可见光谱对其光学性能进行研究。研究表明:该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为340和558 nm,在日光灯和紫外灯下分别为无色和橙色。Cu NCs具有较高的分散性,尺寸大小为2~3 nm。在最佳反应条件下,铜纳米团簇可以选择性地被银离子猝灭,且灵敏度高,线性范围为1~40μmol/L,检测限为0.5μmol/L。该方法用于检测实际水样(自来水、湖水)中银离子的浓度,结果令人满意,表明在环境监测中有非常高的应用价值。

一锅法合成聚乙烯吡咯烷酮修饰的铜纳米团簇用于槲皮素的检测

作为检测槲皮素的有效途径,在荧光法中如何通过简单的方法合成性能优良的荧光探针具有重要的意义。本文以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,抗坏血酸为还原剂,化学还原法合成PVP保护的分散性好、稳定性高、强荧光的铜纳米团簇(PVP-Cu NCs)。样品表现出良好的水溶性,光稳定性和强离子稳定性。通过紫外可见光谱(UV-Vis)、分子荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)对铜纳米团簇的光学性质和结构进行了分析。结果表明:该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为366和429 nm,平均粒径大小为2 nm。基于槲皮素对该铜纳米团簇的猝灭作用,构建了一种可用于检测槲皮素的荧光传感器。该传感体系检测槲皮素的线性范围为0.1~0.9μmol/L和15~60μmol/L,检测限为0.053μmol/L(S/N=3)。该传感器对槲皮素的检测具有很高的灵敏度和良好的选择性,可用于实际样品中槲皮素的检测。

聚乙烯吡咯烷酮保护荧光铜纳米团簇制备及其对乙醇的快速准确检测

乙醇含量的精确定量检测对于环境监测、临床诊断、食品检测以及饮用酒水都至关重要。以氯化铜(CuCl_(2))为铜源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂、2-巯基苯并噻唑(MBT)为稳定剂、抗坏血酸(AA)为还原剂,利用声化学还原法,以绿色简单、快速便捷的手段成功合成出具有橙色荧光的铜纳米团簇(PVP-Cu NCs)。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱、透射电镜和X射线光电子能谱技术研究其结构和性能,发现PVP-Cu NCs的最佳激发波长和发射波长分别为340和580 nm,其平均粒径为6.0 nm。PVP-Cu NCs可通过聚集诱导猝灭机制实现对乙醇的灵敏检测,其荧光强度与乙醇含量在体积分数5%~45%范围内呈现出良好的线性关系,且PVP-Cu NCs可制作成乙醇检测试纸,对乙醇进行可视化检测。

基于L-甲硫氨酸模板新型荧光铜纳米团簇的制备及性质研究

铜纳米团簇作为一种新型的荧光纳米材料,由于其独特的光学及电学特性日益受到人们的关注.本文首次以L-甲硫氨酸为模板制备了具有蓝绿色荧光的水溶性荧光铜纳米团簇,并详细探究了铜纳米团簇的最佳合成条件以及所得产物的激发波长依赖性、稳定性、pH响应性、耐温性.实验结果表明,该方法制备的铜纳米团簇具有较大的荧光强度,且稳定性良好,抗干扰能力较强,在传感检测、细胞荧光成像、催化等领域有广泛的应用前景.

基于乙醇和铝离子聚集诱导的铜纳米团簇（英文）

金属纳米团簇(MNCs)作为一种新型的纳米材料,具有合成方法简单、光稳定性强、毒性低、生物相容性好以及发光效率高等优点。在本研究中,使用"一锅法"合成谷胱甘肽保护的铜纳米团簇。在激发波长为370 nm时,GS@CuNCs的荧光发射波长在610 nm左右。铜纳米团簇可以通过有溶剂诱导和阳离子诱导两种方法聚集诱导增强其荧光强度。通过测定在不同溶剂(乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺)中铜纳米团簇的荧光强度,探究了溶剂极性对聚集的影响。研究结果表明:在水溶液中铜纳米团簇只发射弱的荧光,随着乙醇含量从0%到85%,其荧光强度逐渐增强。此外,我们开发了一种新的选择性好、灵敏性高的检测铝离子的荧光探针。线性范围为2-20μmol·L-1,且检测限(LOD)为33 nmol·L-1。进一步探究可得,乙醇和铝离子能使GS@CuNCs荧光强度显著增加的机理为聚集诱导荧光增强。

等离子体气相凝聚技术制备铜纳米团簇薄膜的沉积速率研究

采用等离子体气相凝聚技术并结合差分抽气技术产生铜纳米团簇束流,然后在衬底上沉积铜纳米团簇薄膜,研究了溅射电流、氩气流量和结露区长度对其沉积速率的影响。利用X射线衍射仪和透射电子显微镜对薄膜微结构进行了表征。结果表明:保持其他参数不变的情况下,增加溅射电流和氩气流量,铜纳米团簇薄膜的沉积速率均呈现先增大后减小的趋势,而结露区长度对沉积速率的影响无明显规律,这主要归因于铜纳米团簇粒子的平均自由程变化。铜纳米团簇薄膜主要由粒径约为几纳米的团簇颗粒组成,其结晶程度较低。

L-组氨酸稳定的铜纳米团簇的合成及其在三硝基苯酚检测中的应用

三硝基苯酚(PA)是废水中酚类有机化合物的重要成分,鉴于其对人体及环境的危害,实现PA简便、准确的检测意义重大。本文以L-组氨酸为保护剂,抗坏血酸为还原剂,通过一步法在室温下合成了铜纳米团簇(Cu NCs)。透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见光谱(UV-vis)和傅里叶红外(FT-IR)等手段被用于研究样品的结构与性质。结果显示,该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为382和492 nm,所得样品分散性良好且尺寸均匀,具有较高的稳定性。水溶性的Cu NCs荧光探针对PA的检测具有高选择性,内滤效应(IFE)的存在导致了PA对荧光探针的有效淬灭。在0~80μM浓度范围内F 0/F与PA的浓度呈现出良好的线性关系,其最低检出限为0.25μM(S/N=3)。另外,Cu NCs被成功用于实际水样中PA的检测,说明此种荧光探针有很好的实用性。

谷胱甘肽保护的铜纳米团簇的制备及其在木犀草素检测中的应用

本文以谷胱甘肽(GSH)为保护剂,抗坏血酸为还原剂,通过一步化学还原法制备谷胱甘肽稳定的铜纳米团簇(CuNCs)。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、分子荧光光谱仪和紫外可见吸收光谱仪对CuNCs的结构和光学性质进行表征。结果显示,CuNCs为分散性良好的、平均直径约2 nm的球形颗粒,拥有良好的稳定性。CuNCs溶液在日光灯和紫外灯下分别呈无色和蓝色,最大激发和发射波长分别为365和425 nm。基于内滤效应和静态猝灭机理,CuNCs的荧光可以有效地被木犀草素猝灭且具有较好的选择性。该探针对木犀草素的线性响应范围为0.1~20μmol·L^(-1),检测限为0.075μmol·L^(-1)(S/N=3)。此外,该荧光探针成功应用于牛血清样品中木犀草素浓度的测定。