ZIF-8封装AuNCs荧光传感器用于铁离子的检测

介绍一个适合于本科教学使用的综合创新实验,设计合成了一种荧光传感器Au NCs@ZIF-8,并将其用于铁离子(Fe^(3+))的检测。MOFs具有高效吸附、聚集检测物的特点,因此选择将Au NCs封装到ZIF-8中,从而实现目标物的定量检测。封装后,由于Au NCs具有AIE特性,所以Au NCs@ZIF-8的荧光强度明显增强。ZIF-8是一种多孔材料,加入Fe^(3+)后,Fe^(3+)能够进入ZIF-8内部,导致Au NCs的荧光被Fe^(3+)猝灭,成功用于实际水样中Fe^(3+)的检测。尽管该实验步骤复杂并涉及新型纳米材料的合成和表征,但它成功地整合了无机化学、分析化学以及材料化学的相关知识,且操作难度适宜。这为提升学生的动手能力和科技前沿理解提供了一次宝贵的机会。

基于HGB/PTh/AuNCs无标记癌胚抗原免疫传感器的研究

本文研制了一种基于中空石墨烯球（ HGB）/聚硫堇/金纳米笼的无标记型癌胚抗原传感器。将合成的中空石墨烯球修饰于玻碳电极（ GCE）表面,在其上电聚合硫堇形成多孔聚硫堇（ PTh）复合膜后吸附固定金纳米笼,然后将癌胚抗体（ anti-CEA）固定到电极表面,制得无标记型癌胚抗原（ CEA）免疫传感器。当抗体与抗原发生免疫反应时,形成的复合物阻碍了电子传递,从而降低聚硫堇的电催化活性。通过示差脉冲伏安法（ DPV）检测聚硫堇的响应电流信号的降低,实现对CEA的无标记检测。在最优的实验条件下,检测癌胚抗原的线性范围为0．5~80 ng·mL-1,线性相关系数为0．9932,检测限为0．17 ng·mL-1。该免疫传感器可用于临床上CEA的检测。在血清样品中进行了CEA的检测,结果令人满意。

基于金纳米簇和碳量子点的比率荧光传感法快速检测Hg^(2+)

汞离子(Hg^(2+))是一种致癌和无法生物降解的高毒重金属污染物,因此开发Hg^(2+)的快速检测方法对环境监测和人类健康维护具有重要意义。本研究成功构建了对Hg^(2+)快速裸眼筛查和检测的比率荧光传感器。首先采用水热合成法制备了发红色荧光的金纳米簇(Gold nanoclusters,AuNCs),采用微波辅助法制备了具有高量子产率(85%)且发蓝色荧光的碳量子点(Carbon quantum dots,CDs),然后将AuNCs和CDs简单混合,构建了具有单一激发和双发射的AuNCs-CDs比率荧光传感器。基于Hg^(2+)和Au~+的高亲和嗜金属效应,Hg^(2+)可明显猝灭AuNCs-CDs中AuNCs在670 nm处的荧光发射峰,而CDs在420 nm处的参比荧光强度基本保持不变。AuNCs-CDs的比率荧光信号(I_(670)/I_(420))与在0.005~1 mg·L^(-1)范围内的Hg^(2+)浓度呈良好的线性关系,检出限为1.5μg·L^(-1)。与此同时,随着Hg^(2+)浓度的增加,AuNCs-CDs在紫外灯下的发光颜色可用裸眼明显分辨(由粉红色变为蓝色)。该方法不仅对其他金属离子具有抗干扰性,而且在河水、大米以及白菜实际样品检测中也具有可行性,加标回收率为84.5%~105.1%。因此,利用AuNCs-CDs可构建一种理想的比率荧光传感器,其可用于Hg^(2+)的快速灵敏检测,并有望真正应用到食品安全和环境检测中。

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。

近红外光促脂质体释药及光热治疗

以牛血清蛋白(BSA)为模板制备金纳米簇(AuNCs),透析至中性,原位组装香豆素6(C6)载药脂质体,形成纳米簇杂化脂质体体系Lips/C6@AuNCs.实验结果表明:体系稳定性增强,保持AuNCs良好的光热转化效率,在808nm激光源照射下,药物释放速率加快,具有光促释药的效果,细胞实验证实AuNCs良好的生物相容性,光热治疗与化学治疗效果显著.通过静电自组织,表面进一步分别修饰靶向分子叶酸(FA)、谷胱甘肽(GSH)和魔芋葡甘露聚糖(KGM),可以进一步实现肿瘤微环境响应、靶向释药和长循环释放等效果,有望实现化学治疗、光热治疗等协同治疗的脂质体肿瘤治疗体系.

镉离子修饰的金纳米簇对汞离子的快速检测

金纳米簇(AuNC)具有超小的尺寸、良好的光稳定性和荧光性质,被认为是一种新型的重金属离子检测探针。以牛血清白蛋白第五组分(BSA V)为模板合成了AuNC,然后用镉离子(C^d2+)进行简单的修饰,制备了发射橙红色荧光的AuNC-Cd@BSA探针。该探针的激发波长为325 nm、发射峰位于700 nm处,比未经C^d2+修饰的AuNC的荧光强度高5倍以上。通过C^d2+修饰,提高了AuNC对汞离子(Hg^2+)的选择性。对Hg^2+的检测线性区间为0~1125 nmol/L,检测限为18.91 nmol/L,符合世界卫生组织(WHO)饮用水和国家工业污水中Hg^2+检测标准。

基于L-半胱氨酸合成的金纳米簇用于铜离子和多西环素的检测

以L-半胱氨酸(L-Cysteine)为还原剂和稳定剂,采用一步法合成了粒径均匀并具有较强荧光的水溶性金纳米簇(Au NCs),该金簇的粒径约为3~5 nm,在紫外灯下呈黄绿色荧光.随后发现,铜离子(Cu2+)对Au NCs的荧光有明显的响应,基于此建立了荧光探针检测Cu2+的新方法,结果表明Au NCs的荧光变化与Cu2+的浓度呈良好的线性关系,并能用于实际样品(尿液)中Cu2+的检测.同时,研究发现,多西环素(DC)的加入能够使混合体系(Au NCs-Cu2+)猝灭的荧光逐渐恢复,由此进一步建立了由Cu2+介导"关-开"(off-on)检测DC的荧光分析方法,并将其用于实际样品(牛奶)中多西环素的检测,得到了满意的结果.