银纳米簇聚集体的合成、发光与抑菌性能

银纳米簇聚集体在催化、光学检测以及抑菌等方面具有很好的应用价值。以手性氨基酸D-青霉胺作为配体,“一锅法”制备了结构有序、橙红色发光的银纳米簇聚集体,并利用X-射线光电子能谱、X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜和发光光谱等多种表征技术对其进行了详细研究。这种结构有序的银纳米簇聚集体对沙门菌显示出良好的抑菌性能,其半抑制浓度和最小抑菌浓度分别是0.84微克/毫升和2微克/毫升。银纳米簇聚集体的抑菌机理归因于脂质过氧化和铁死亡。本研究阐述了银纳米簇聚集体的发光起源和抑菌机理,为它们在抑菌领域的应用提供了一个很好的模型。

一种基于银纳米簇免标记探针对ATP的检测

用三磷酸腺苷(Adenosine 3-triphosphate简称ATP)适配体BT5A5模板稳定的BT5A5-Ag Ncs探针检测ATP。当ATP出现时,ATP与适配体特异性结合诱导ATP适配体的构象发生改变,促使DNA两端荧光弱的Ag NCs相互靠近,导致荧光增强。测定了BT5A5-Ag NCs的TEM,BT5A5-Ag NCs的粒径均匀且在2 nm左右。在最佳条件下,ATP在0~15 mmo·L^(-1)性范围内的检测限为19μmol·L^(-1)。此方法成功地检测了胎牛血清中的ATP,回收率在98.3%~103.7%的范围。因此该方法对生物样品中ATP检测具有潜在的应用价值。

基于碳量子点-银纳米簇荧光共振能量转移纳米探针的荧光传感器检测转基因成分CaMV35S

利用荧光共振能量转移(FRET)纳米探针结合催化发夹组装(CHA)无酶扩增信号放大途径建立了一种可用于转基因成分的荧光检测方法。首先为CaMV35S目标序列(tDNA)设计了可诱导的CHA循环的两个发夹结构序列HP1和HP2。当单链DNA标记碳点(sDNA-CDs)和DNA模板化银纳米团簇(Ts-AgNCs)杂交后,AgNCs和碳量子点(CDs)靠近,形成FRET效应,得到sDNA-CDs/Ts-AgNCs荧光猝灭的比率荧光探针。当tDNA存在时,通过杂交反应打开HP1发夹,形成HP1-tDNA双链结构;该结构可将HP2的发夹结构打开,从而形成HP1-HP2双链结构,同时释放出tDNA进入下一轮杂交,触发CHA循环。由于HP1-HP2中HP1的部分序列与Ts部分序列间的亲和性较sDNA强,因此,加入sDNA-CDs/Ts-AgNCs后,sDNA-CDs从探针中释放,使CDs(λem=464 nm)的荧光得以增强。而AgNCs仍在双链结构中,其荧光强度(λem=560 nm)基本保持不变。以IF464/IF560为检测信号,在最优条件下,该比率荧光传感器对CaMV35S检测的线性范围为0.1~50 nmol/L,检出限(LOD,S/N=3)为0.02 nmol/L。制备的传感器具有良好的选择性,将该传感器用于转基因番茄叶中CaMV35S成分的检测,结果可靠。

脱氧核糖核酸-银纳米簇荧光探针用于沙眼衣原体的定量检测

采用化学法合成脱氧核糖核酸-银纳米簇(DNA-AgNCs)荧光探针,并用于沙眼衣原体色氨酸合成酶β链基因(目标序列)的选择性荧光检测。在pH 6.6乙酸盐缓冲溶液中加入两条DNA探针和硝酸银,在还原剂硼氢化钠作用下合成了荧光强度大的DNA-AgNCs。在pH 5.5乙酸铵缓冲溶液中加入目标序列和DNA-AgNCs溶液,使混合溶液体积达到100μL,其中DNA-AgNCs的浓度达到1.5μmol·L^(-1)(以DNA浓度计),于15℃反应10 min,目标序列与其中一条DNA探针杂交,DNA-AgNCs结构被破坏,检测体系荧光猝灭。结果显示:DNA-AgNCs颗粒呈类球形,粒径约为2 nm,分散性良好且未发生团聚,荧光激发、发射波长分别在558,610 nm处。猝灭程度ΔF(目标序列添加后、前的检测体系荧光强度的差值)与目标序列浓度在0.23~1.10μmol·L^(-1)内呈线性关系,检出限(3s/k)为57 nmol·L^(-1),测定值的相对标准偏差(n=11)为1.5%~4.9%。添加目标序列以及10倍目标序列浓度的同源序列、症状相似序列、衣原体序列和随机序列,仅目标序列加入时,检测体系荧光猝灭,说明合成的荧光探针具有优异的选择性;以海拉细胞裂解液和胎牛血清作模拟基质进行加标回收试验,回收率为98.0%~100%。

一种新型聚集诱导发光的片状银纳米簇聚集体的合成

具有聚集诱导发光的片状银纳米簇聚集体在生物传感、生物成像等多个领域表现出良好的应用前景。以D-青霉胺(RSH)为配体,在室温下和硝酸银反应,以高产率96%合成了银纳米簇聚集体,并通过红外光谱、X-射线光电子能谱、热重分析、质谱、X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜对其结构进行了表征。结果表明:银纳米簇聚集体是银纳米簇通过氢键网络连接形成的微米尺度的片状结构,化学组成是(AgSR)n。紫外可见吸收光谱和发光光谱研究发现,银纳米簇聚集体最大吸收波长在253 nm,最大发射波长在564 nm;在相同浓度下,银纳米簇聚集体的水溶液不发光,但随着乙醇体积分数的增加,发光逐渐增强,显示出聚集诱导发光行为。

DMF保护的荧光银纳米簇的制备及其对Hg^(2+)浓度的检测

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为还原剂和保护剂,在140℃下回流反应,简便合成了荧光银纳米簇(DMF-Ag NCs)。通过高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外-吸收光谱、荧光光谱对DMF-Ag NCs进行了表征。研究发现,Hg^(2+)会使DMF-Ag NCs聚集而猝灭荧光。基于此,建立了一种快速、灵敏检测Hg^(2+)的新方法。在最佳实验条件下,Hg^(2+)溶液浓度与DMF-Ag NCs荧光强度在5.0×10-9~1.5×10-7mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为3.0×10-9mol/L,线性相关系数为0.995 8。该方法可用于环境水样中Hg^(2+)的检测。

银纳米簇的制备及其应用研究进展

银纳米簇不仅具有一般金属纳米簇的性质,还具有低毒、强荧光、优异的光学稳定性以及良好的生物相融性等特性。银纳米簇在生物分析、细胞成像、环境监测以及电子器件等领域的研究及应用非常广阔。综述了银纳米簇的制备方法、银纳米簇的稳定剂制备及银纳米簇的应用。

pH调控的变色酸2R稳定的银纳米簇的合成

银纳米簇(Ag NCs)具有特殊的物理和化学性质,其具有广泛的应用前景和研究价值。本文探索了以变色酸2R为稳定剂,经过两次pH调节构建一种快速制备具有强荧光特性、稳定存在且粒径小的Ag NCs的方法。在最优实验条件下,运用该方法制备得到的Ag NCs的最大发射波长为450 nm,最大激发波长为336 nm,平均粒径为1.74 nm,主要粒经分布在0.68~2.99 nm区域内,该Ag NCs的晶格间距为0.223 nm,晶格类型为(102)。该Ag NCs可作为探针应用于溶液中微量重金属离子和非金属离子的测定,小分子、弱酸溶液浓度等方面的检测,也可以用于细胞成像等方面。

碱性环境下硫脲协调铬黑T稳定的银纳米簇的制备

银纳米簇因有特殊的物理和化学性质,具有广泛的应用前景和研究价值。由于其易发生团聚,探索制备具有强荧光特性、稳定存在、粒径小的银纳米簇的方法具有重要的意义。本文发展了以铬黑T为稳定剂、硫脲为协调稳定剂,在碱性环境中快速制备银纳米簇的方法。在最优条件下,制备的银纳米簇的平均粒径为1.67 nm,粒径主要分布在0.74~3.33 nm,晶格间距为0.2157 nm,晶格类型为(102)型;具有蓝绿色荧光,其最大激发波长为380 nm,最大发射波长为463 nm,量子产率为1.64%。

银纳米簇传感器应用于醋酸浓度的检测研究

本文基于pH调控的变色酸2R稳定的银纳米簇构建一个pH荧光传感器,尝试将该传感器应用于检测弱酸溶液浓度。通过一列的条件探究实验得到最佳检测条件。在最佳检测环境中,成功的实现了对醋酸溶液浓度的检测。检测结果与标示量非常接近,相对误差小,误差值在允许范围之内。良好的实验结果证明该pH荧光传感器用于检测弱酸溶液的浓度具有可行性和实用性。

胞嘧啶保护银纳米簇的合成及其成像研究

利用胞嘧啶(C碱基核苷酸)、硼氰化钠(NaBH_4)、硝酸银(AgNO_3)为原料合成了含不同C碱基保护的银纳米簇,并采用荧光光谱、圆二色谱(CD)、透射电镜和激光共聚焦显微镜对C碱基核苷酸保护的银纳米簇进行了检测和表征.荧光光谱分析发现,C碱基核苷酸保护的银纳米簇有良好的荧光,透射电镜结果表明纳米簇颗粒小于2nm,共聚焦成像结果说明胞嘧啶保护银纳米簇能进入癌细胞,同时能细胞成像.

磁性荧光银纳米簇的绿色合成及其对汗潜指印的可视化显现

目的制备具有可见荧光性和优良磁性的GSH-AgNCs@PEI-Fe3O4(glutathione-Ag nanoclusters@Polyethyleneimine-Fe3O4)多功能复合纳米材料并将其应用于汗潜指印的可视化显现。方法以GSH(glutathione)为保护剂和还原剂,采用超声-加热循环法制备了带负电荷的银纳米簇;以PEI(Polyethyleneimine)为修饰剂制备了带正电荷的功能化的磁性纳米粒子;采用自组装法使得银纳米簇和磁性纳米粒子在超声加热的控制下通过静电吸附作用和配位作用合成多功能复合纳米材料,并对其进行性质研究。将复合物制成粉末分别对不同状态下的潜指印进行可视化显现及比较。结果制备的复合纳米材料呈球形,为核壳包覆结构,平均粒径为141.2nm,磁性优良,荧光发射波长为560nm,呈明亮的黄色荧光,潜指印可视化效果好。结论GSH-AgNCs@PEI-Fe3O4粉末可应用于多种状态下汗潜指印的显现,其制备绿色简单、成本低、荧光效能高,兼具纳米簇和磁性纳米粒子的双重特性,是一种环保高效便捷的显现方法。

发卡状银纳米簇荧光探针用于基因检测

采用以DNA为模板,硼氢化钠为还原剂还原硝酸银所制备的银纳米簇对HBV序列进行检测.对影响银纳米簇荧光的因素进行了探究,在优化后的实验条件下,以466 nm为激发波长对HBV序列进行荧光分析.探针对HBV序列有较好的选择性,在0.05~1μM间有良好的线性关系,检出限为0.016μM.

基于酶辅助循环放大和银纳米簇技术构建荧光传感器用于MicroRNA的检测

基于双链特异性核酸酶(Duplex-specific nuclease,DSN)选择性切割DNA单链和DNA保护的银纳米簇的特性,建立了一种新型的荧光传感器用于MicroRNA(MiR-21)的高灵敏检测。当MiR-21存在时,与Cp杂交形成DNA/RNA双链结构,此时在DSN的水解下,释放出探针DNA部分片段和完整的MiR-21。释放出来的MiR-21可再次发生与Cp杂交、DSN酶切等反应,如此反复,可实现一条MiR-21分子与多条探针杂交、酶切的循环过程。经磁分离,上清液中的探针DNA部分片段与Ag+结合并在硼氢化钠(Na BH4)的还原下产生银簇,检测到较强的荧光信号。相反,当MiR-21不存在时,DSN对单链探针无酶切作用,不能水解Cp,经磁分离,上清液中检测不到荧光信号。在最佳条件下,该传感器检测MiR-21的线性范围为50 fmol/L^10 pmol/L,检测限达6 fmol/L,而且具有较好的选择性,有望用于临床实际样本中微量MiR-21的检测。

富含胞嘧啶单链DNA-银纳米簇荧光探针用于S1核酸酶的灵敏检测

以富含胞嘧啶(C)的单链DNA为模板合成银纳米簇,将其作为功能化探针,建立了一种无标记荧光检测S1核酸酶的方法.S1核酸酶可以特异性识别单链DNA,在最适的酶催化反应条件下,可将其降解为单核苷酸或寡核苷酸片段.当S1核酸酶不存在时,富含C的单链DNA可以有效地合成荧光银纳米簇;当S1核酸酶存在时,单链DNA模板被特异性识别并降解,导致无法形成银纳米簇,使体系荧光信号降低.实验结果表明,银纳米簇的荧光强度随着S1核酸酶浓度的增加而降低.在优化的条件下,体系荧光信号(F/F0)与S1核酸酶的浓度在5.0×10^(-5)~4.0×10^(-3)U/μL范围内呈线性关系,检出限为2.0×10^(-6)U/μL.该荧光探针选择性好,可用于RPMI 1640细胞培养基中S1核酸酶的检测,回收率达到91.8%~109.5%.

DNA/银纳米簇介导的功能核酸生物传感器研究进展

DNA/银纳米簇(DNA/Silver nanoclusters,DNA/Ag NCs)是以DNA为模板,NaBH4和银离子为反应物生成的一种新型荧光纳米材料。近年来,银纳米簇以其出色的光物理性质、良好的生物相容性、低成本、低毒性等优点成为了生物传感器设计及应用研究的一个热点。对DNA/银纳米簇介导的生物传感器的信号输出方式进行分类,并总结了DNA/Ag NCs在体内成像和抑菌方面的应用;最后,对DNA/Ag NCs介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望。

银纳米簇的应用进展

随着纳米技术的发展和生物技术的进步,功能纳米材料在21世纪已被广泛应用于临床诊断或治疗。特别是纳米团簇因其独特的零维特性决定了它们在生物检测方面的优越性。一般来说,纳米团簇的荧光特性取决于粒径。纳米团簇表现出相对稳定的光学性质、良好的生物相容性、较大的斯托克斯位移和荧光共振能量转移能力。纳米团簇由于尺寸较小,正逐渐成为一种更有前景的纳米材料。银纳米簇(Ag NCs)因其优异的性能而被各个领域研究和利用。为了更好对银纳米簇的性质进行研究,本文阐述了银纳米簇在检测方面的应用,对未来的发展前景和趋势进行了探讨,希望为今后的工作提供一些启示。

以DNA为模板的银纳米簇荧光检测及逻辑门的构建

以DNA为模板,合成了具有荧光性质的银纳米簇(DNA-Ag NCs),利用荧光光谱、紫外光谱和红外光谱等手段对其进行了表征.基于DNA-Ag NCs与离子相互作用时产生的荧光变化可实现对离子浓度的检测.实验结果表明,在最佳实验条件下,Ni^2+及Hg^2+的浓度与DNA⁃Ag NCs荧光强度呈线性关系;并验证了该荧光探针用于检测自来水样品中汞离子和镍离子的实用性.由于以DNA为模板的DNA⁃Ag NCs能够响应多种刺激,如Ni^2+,S^2-,Hg^2+和pH等,利用相应的荧光强度可构建多输入的DNA⁃Ag NCs逻辑门及其组合逻辑门.当荧光输出强度(Ioutput)>初始荧光强度(Iorigin)时,设定输出为1,采用各种刺激及其组合作为输入,构建了YES,INH和组合的NOR与INH逻辑门.而只有当Ioutput≥Iorigin时定义为输出为1,可建立NOT,NOR,组合的IMP加上NOR与AND逻辑门.基于DNA⁃Ag NCs可以构建响应多元输入的复杂逻辑门,实现化学信息的转变和传输,在构建新的分子器件方面有较大应用前景.

基于环状DNA-银纳米簇荧光探针对微囊藻毒素-LR的传感检测

以新型环状DNA为模板,制备了环状DNA-银纳米簇(Circular DNA-AgNCs)荧光探针,构建了一种无酶无标记检测微囊藻毒素-LR(MC-LR)的荧光传感分析方法.设计的环状DNA由MC-LR适体链(Apt)和适体链的互补链(cDNA)杂交形成,且cDNA可作为DNA模板用于合成AgNCs.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(FL)表征了AgNCs的形貌和光学特性.结果表明,当存在目标物MC-LR时,由于MC-LR与环状DNA中Apt高特异性和高亲和力结合,导致环状DNA解体,释放出的cDNA-AgNCs在610 nm处呈现强荧光.在优化实验条件下,环状DNA-AgNCs荧光探针对MC-LR检测的线性范围为0.005~500μg/L,检出限为1.7 ng/L(S/N=3).该荧光探针具有制备简单、无需任何标记和灵敏度高等特点,为环境水样中微囊藻毒素-LR的快速和准确测定提供了一种简单、可靠和有效的方法.

青霉胺修饰的银纳米簇的制备及其在Cu^(2+)检测中的应用

铜离子是危害最大的金属污染物之一,即使浓度很低,铜离子也会对人类健康和环境造成影响.因此开发高效且快速的检测铜离子的方法具有十分重要的意义.本工作采用化学还原法成功制备了青霉胺修饰的银纳米簇(DPA-Ag NCs).制备的DPA-Ag NCs在波长为575 nm的光激发下发出波长为685 nm的红色荧光.并利用透射电镜、傅里叶变换红外光谱、荧光分光光度计对其进行了表征.铜离子可以有效地猝灭银纳米簇的荧光,基于此建立一种高效且快速的DPA-Ag NCs水溶液检测铜离子的方法.在最佳检测条件下,本方法对铜离子检测的线性范围为0.05~10μmol/L,检出限为2.5 nmol/L.该方法已成功用于自来水中铜离子的测定.