以卡托普利为模板银纳米团簇的制备及生物硫醇的检测研究

生物硫醇在生物体内的代谢过程中起着重要作用,如体内半胱氨酸(Cys)和谷胱甘肽(GSH)含量异常会引发一系列疾病。为了建立一种快速、定量检测生物硫醇的荧光分析方法,本文以卡托普利(Captopril,Capt)为模板,采用湿化学还原法成功合成了发红色荧光的银纳米团簇(Capt-Ag NCs),对Capt-Ag NCs的形貌、结构、元素组成和光学性能等进行了表征。基于生物硫醇小分子对Capt-Ag NCs的荧光猝灭作用建立了定量检测Cys和GSH的新方法,在最佳实验条件下,Cys和GSH的线性范围分别为1~100μmol/L和2~180μmol/L,检出限分别为0.054μmol/L和0.23μmol/L。该方法可用于人血浆中Cys的测定,回收率为95.3%~103.3%。实验结果表明,CaptAg NCs作为一种新型信号关闭荧光探针,可用于Cys和GSH等生物硫醇的检测。

水溶性银纳米团簇的制备及其性能表征

本文以季戊四醇-四-3-巯基丙酸酯(PTMP)作为链转移剂,甲基丙烯酸(MAA)为单体,采用自由基聚合合成硫醚端基聚合物PTMP-PMAA。再以此聚合物作为配体,Ag NO3作为金属前驱体,在紫外光的辐照下合成了金属银纳米团簇(Ag NCs),并对制备的金属纳米团簇进行一系列合成优化以及表征。结果表明,所制备的Ag NCs的最佳激发波长为330 nm,最佳发射波长为625 nm,荧光量子效率为6.72%。

等离子体气相凝聚技术制备银纳米团簇及粒径尺寸控制

采用等离子体气相凝聚技术制备了银纳米团簇颗粒,开展了实验条件及工艺参数对团簇平均粒径和粒径分布的影响。利用四极质谱分析仪在线测量了银纳米团簇的粒径尺寸与分布,并与透射电子显微镜(TEM)离线测量值进行比对。研究结果表明:保持其他参数不变时,增大结露区长度或溅射电流,银纳米团簇的平均粒径尺寸将增大;增加氩气流量,银团簇粒子平均粒径也相应增大,但当氩气流量增至60mL/min以上时,其平均粒径反而会减小。而氦气的加入会使平均粒径尺寸减小。在各工艺参数中,溅射电流和氩气流量是影响银纳米团簇平均粒径的主要因素。通过调节工艺条件,获得了平均粒径尺寸为2,4和6nm的银纳米团簇,四极质谱仪监测的粒径分布与TEM离线表征结果总体一致。

单分子层保护的银纳米团簇的合成与表征

以二乙基二硫代氨基甲酸钠(简称DDTC)为保护剂,在没有相转移试剂四辛基溴化铵存在的情况下,于两相体系中合成了一种新的银的单分子层保护团簇(MPCs).通过UV-Vis,TEM等表征结果表明:所制得的MPCs无论是液态还是固态均比较稳定,而且粒子尺寸分布比较窄,平均粒径8 nm.同时考察了不同溶剂对其溶解度及稳定性的影响.

银纳米团簇负热容现象的分子动力学模拟

采用分子动力学方法和嵌入原子法(EAM)多体势函数,模拟研究了银纳米团簇在不同温度直到熔化过程中的结构变化,得到了体系能量和热容量随温度的变化关系.结果显示:银纳米团簇在临近熔点附近出现了负热容现象.研究了弛豫后银纳米团簇的稳态结构变化及其在不同时刻结构的演变过程.结果表明:产生负热容现象的主要原因是纳米团簇在熔点附近,结构发生了巨大的变化,形成由{111}和{100}面围成的结构十分稳定和能量更低的多面体.

利用新型荧光银纳米团簇实现谷胱甘肽的快速精确检测

谷胱甘肽(GSH)是一种含有巯基的三肽分子,参与许多细胞内生化过程,具有抗氧化和整合解毒功能,在生物体内以及医学,食品等领域有着极为重要的作用。GSH参与细胞内、体液中的许多重要生化反应,其在人体内含量的变化,相应地提示了人体的健康问题。目前对GSH的检测手段有表面增强拉曼光谱(SERS)、电化学分析、高效液相色谱(HPLC)等,这些方法大都操作复杂、耗时较长或者需要昂贵的仪器。利用一种新型荧光银纳米团簇(Ag NCs)作为探针,通过同时分析银纳米团簇的荧光强度变化以及荧光峰位置移动实现了GSH的高精度快速检测。在检测过程中,GSH分子与荧光探针发生化学反应,改变了荧光探针的光化学特性,其荧光强度因发生猝灭而减弱,且其荧光峰位置因配体的改变也发生移动。通过对照组实验,我们进一步证明了所发展的检测方法对GSH目标具有很好的特异性,综合考察荧光强度和波长的变化数据可以很好地区分GSH以及其他结构类似的分子,同时探针对于多种盐离子及氨基酸等不敏感,能够很好地保证检测的准确性。我们报导的荧光探针合成步骤简单,过程绿色环保,GSH检测的响应速度快、光谱波动较小、相对误差小。进一步的研究有望实现细胞内的GSH高精度检测及成像。

银纳米团簇颗粒局域表面等离激元增强荧光

采用基于磁控等离子体团簇束流源的低能团簇束流沉积在石英衬底上制备了银纳米团簇颗粒,并测量了其透射光谱.将二氧化硅荧光纳米球分别分散在裸石英片和有银纳米团簇颗粒的石英片上,用波长为410 nm的激光激发,结果表明有银钠米团簇颗粒的荧光发射强度与没有银纳米团簇颗粒的荧光发射强度相比,增强倍数达5.3倍.最后,用Mie散射理论数值计算单个银纳米球颗粒在其表面等离激元共振位置处的电场强度分布,据此对实验结果进行了合理的解释.

银纳米团簇的过氧化物模拟酶性质及应用

探究了微生物法合成银纳米团簇的过氧化物模拟酶性质及其应用于血糖浓度检测的可行性。采用催化稳态动力学分析银纳米团簇的过氧化物模拟酶性质,考察pH、温度和银纳米团簇浓度对酶活性的影响,确定其检测H_(2)O_(2)和葡萄糖的线性范围,并应用于小鼠血样中葡萄糖浓度的检测。结果表明,微生物法合成的银纳米团簇具备过氧化物模拟酶性质,在最适条件下,其干重过氧化物模拟酶活性为193.7 U·g^(-1)。其对H_(2)O_(2)和葡萄糖的线性检测范围分别为0.5~4 mmoL·L^(-1)和0.5~3 mmoL·L^(-1)。对小鼠血糖浓度的检测结果与GOPOD氧化酶法试剂盒的结果接近。基于银纳米团簇的过氧化物模拟酶性质,建立了灵敏检测H_(2)O_(2)和葡萄糖浓度的新方法,该方法在血糖检测的实际应用中具有可行性,在分析检测领域中具有良好的发展前景。

荧光银纳米团簇在生物化学传感分析中的应用

银纳米团簇(silver nanoclusters,Ag NCs)是一种新型的荧光纳米材料,一般由几个到上百个原子组成,近些年来得到了广泛的关注.银纳米团簇具有尺寸小(<2nm)、比表面积大、光物理性质好、表面易于修饰及荧光性质可调节等优点.作为新型荧光探针,荧光银纳米团簇已成功用于对金属离子(如Hg2+、Cu2+)及重要的生物活性物质如过氧化氢、葡萄糖、半胱氨酸和抗坏血酸等小分子化合物的检测.本文结合当前的研究现状,综述了银纳米团簇在生物化学传感分析中的应用,并对银纳米团簇的研究方向和发展前景进行了展望.

银纳米团簇与吡啶羧酸自组装构筑的聚集诱导发光水凝胶

金属纳米团簇由几个至几百个金属原子组成,通常尺寸在1~10 nm。其中,银纳米簇(Silver Nanoclusters,Ag NCs)具有合成方法简单、荧光发射波长可调等优点,已成为纳米簇领域里发展前景最好的材料之一。Ag NCs的聚集诱导发光(AIE)现象可以通过超分子策略将Ag NCs与不同类型的小分子材料相结合来实现。通过吡啶二羧酸(2,6-DPA)诱导原子精确的银(9)纳米团簇(Ag 9-NCs)自组装,在多重非共价键作用下,构筑了具有AIE特性的水凝胶,其荧光寿命提高了~574倍,荧光寿命达到1.88μs。透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)的表征结果证明水凝胶由形状特殊的棱形纳米棒组成。红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)的结果证明水凝胶形成的主要驱动力是氢键和π-π堆积作用。这项工作的开展扩展了原子精确纳米团簇自组装行为的研究,为新型纳米团簇AIE凝胶体系的构筑提供了新的研究思路。

细胞色素c与银纳米团簇相互作用

运用分子动力学模拟与路径通道分析法研究细胞色素c(Cyt c)在银纳米团簇表面上的主要吸附驱动力、构象变化和电子转移的耦合矩阵元。结果表明,银纳米团簇表面电荷对电子转移至关重要。不带电的银纳米团簇有利于细胞色素c的吸附,且容易发生电子转移反应。

银纳米团簇复合材料的辐射法制备及性能研究

银纳米团簇作为一种新兴的纳米材料,由于其极小的尺寸,表现出独特的物理化学性能,得到了广泛的关注。本文利用辐射技术设计了一种简单有效的银纳米团簇复合材料的制备方法。利用聚丙烯酸类聚合物分子链携带的羧基,通过辐射还原直接获得了银纳米团簇水溶液。基于辐射接枝技术,将聚丙烯酸模板接枝到不同基体材料上得到固体模板。利用固体模板代替水溶性模板材料,实现了银纳米团簇在固体模板上的原位合成,直接得到银纳米团簇复合材料。制备的银纳米团簇及其复合材料依旧保有银纳米团簇光致发光及催化活性,在金属离子检测和催化4-硝基酚还原加氢具有应用潜力。同时,基体材料的结构与银纳米团簇也会形成协同作用,提高银纳米团簇的使用性能。利用辐射技术简化银纳米团簇复合材料的合成路线,对于不同基体材料具有普适性,扩宽了银纳米团簇复合材料的潜在应用领域。

荧光银纳米团簇的生物合成及其在痕量六价铬检测中的应用

【目的】利用季也蒙毕赤酵母ZJC-1合成银纳米团簇并用于痕量Cr(Ⅵ)的检测。【方法】使用经耐银驯化的季也蒙毕赤酵母ZJC-1生物合成荧光银纳米团簇,并对其结构和荧光性能进行了表征,探究Cr(Ⅵ)对银纳米团簇荧光的选择性猝灭作用,建立了银纳米团簇荧光强度与Cr(Ⅵ)浓度的线性关系。同时还考察了体系p H和其他金属离子对Cr(Ⅵ)检测的影响。【结果】Cr(Ⅵ)浓度在一定的范围内(1–80μmol/L)与银纳米团簇荧光强度(F_0–F)/F_0有着良好的线性关系(R~2=0.9821),线性方程为(F_0–F)/F_0=0.0054×C_(cr(Ⅵ))+0.1876,检测限为184 nmol/L(信噪比为3)。利用该方法检测实际水样(松花江、马家沟河)中的Cr(Ⅵ),回收率介于97.73%–102.88%之间。【结论】以季也蒙毕赤酵母ZJC-1为还原剂和稳定剂,制备了具有较好荧光性能的水溶性银纳米团簇,基于Cr(Ⅵ)对银纳米团簇荧光的选择性猝灭作用,建立了一种快速且灵敏检测痕量Cr(Ⅵ)的新方法,并成功地应用于松花江、马家沟河水样中Cr(Ⅵ)的测定,在分析检测领域中具有良好的应用前景。

DNA保护银纳米团簇的合成和应用

银纳米团簇因其独特的与尺寸相关的光、电、磁和催化性能,引起了相关研究人员的高度关注,我们团队一直专注于研究用基于DNA保护的银纳米团簇监测DNA、Hg2+和巯基化合物。发现发生在DNA/银纳米复合物与G-四链体/血红素之间光诱导电子转移(PET),伴随着DNA/银纳米荧光减弱。这一新的PET系统使目标生物分子,如DNA和敏感性高的ATP获得特异性和多样性的检测。首次提出一种以DNA单体作为支架的高产率银纳米簇的合成方法。在这项研究中,采用密度泛函计算理论解释了DNA保护的银纳米团簇的形成机理以及为什么富胞嘧啶DNA是荧光银纳米簇的良好支架。研究结果对DNA保护荧光银纳米簇进一步实验和理论研究提供了基本指导思想,最终可能有助于程序化合成具有光致发光性能的DNA稳定银纳米团簇。

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。

基于金纳米棒增强的银纳米团簇光电化学传感器在多巴胺检测方面的研究

为了实现对多巴胺(dopamine,DA)的高精度检测,使用了具有5-巯基-2-硝基苯甲酸(5-mercapto-2-nitrobenzoic acid,MNBA)配体的Ag_(44)(SR)_(30)银纳米团簇(silver nanoclusters,Ag NCs)来制备光电化学(photoelectrochemical,PEC)传感器.实验结果表明,基于Ag NCs的PEC传感器表现出了良好的光电性能和对DA的传感性能,可以实现对DA的传感检测.为了进一步提高对DA的传感性能,将金纳米棒(gold nanorods,Au NRs)引入到Ag NCs中组成异质纳米材料,构建了基于Ag NCs/Au NRs的PEC传感器.实验结果表明,Au NRs的引入显著提高了Ag NCs的光电性能和传感性能,在0.84-6μmol/L DA浓度的线性范围内实现了2.94 n A/μmol·L^(-1)的灵敏度和0.28μmol/L的检测限(limit of detection,LOD),从而实现对DA的高精度检测.

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。

功能银纳米团簇的最新进展:荧光特性和生物应用

银纳米团簇(AgNCs)是尺寸介于金属原子和纳米颗粒之间的一种新型荧光纳米材料,因其具有超小的尺寸、光稳定性好、表面易于修饰、荧光性质可调节和生物相容性良好等优势,在生物成像及生物传感等领域引起了越来越多的关注。结合近年来关于银纳米团簇的研究,总结了其在合成、性质、功能化和应用的现状,重点介绍了银纳米团簇在荧光性质以及生物应用方面的最新进展。最后,还对功能银纳米团簇的应用所面临的挑战和发展趋势进行了展望。

银纳米团簇与稀土离子共掺发光玻璃

银纳米团簇(Ag-NCs)是由几个银原子及银离子组成的寡聚体,其具有离散的能级结构和与尺寸相依赖的可调发光,量子产率可接近商业荧光粉。Ag-NCs的优异发光特性使其成为稀土离子的理想敏化剂,可以实现面向多种应用的发光增强和可调发光。玻璃具有良好的透明性、以及优异的化学和热稳定性,是分散和稳定Ag-NCs的理想基质之一。从Ag-NCs掺杂玻璃的制备与调控、Ag-NCs的发光特性及其对稀土离子的敏化、以及以Ag-NCs与稀土离子共掺杂发光玻璃在白光LED、可调发光、太阳能电池等领域的应用为例进行了综述,并对目前研究存在的问题和未来的研究方向予以分析和展望。

银、钴和铂原子纳米团簇熔化过程的分子动力学模拟

本文采用分子动力学模拟方法 ,研究了银、钴和铂原子纳米团簇的熔化过程 ,模型采用的是Johson的EAM作用势。模拟结果表明 ,较大原子数目的纳米团簇其熔点随尺寸单调增加 ,而较小原子数目的团簇熔点和尺寸呈现无规则变化 ;大多数团簇在熔点附近都出现了负热容现象 。