基于dsDNA-CuNCs的荧光ELISA检测牛奶中的E.coli O157:H7

目的:建立了一种灵敏检测牛奶中大肠杆菌O157:H7的新型荧光酶联免疫吸附方法。方法:以碱性磷酸酶水解焦磷酸盐-Cu^(2+)配位复合物,释放出Cu^(2+)形成铜纳米簇作为信号报告探针,通过对关键因素Cu^(2+)浓度、焦磷酸盐浓度、DNA模板的浓度和长度进行优化。结果:在最优条件下,大肠杆菌O157:H7的菌数为5×10^(4)~1×10^(8)CFU/mL时,与荧光信号值有较好的线性关系(R^(2)=0.9808),最低检出限为2.4×10^(4)CFU/mL。结论:该方法成功地应用于低脂牛奶和脱脂牛奶样本中大肠杆菌O157:H7的测定,平均回收率为92.2%~10^(8).5%,相对标准偏差为4.9%~10.4%。

聚胸腺嘧啶单链DNA-CuNCs荧光增强法用于汞离子的高灵敏检测

基于Hg^(2+)与DNA中胸腺嘧啶(T)结合的高度特异性和DNA铜纳米簇的荧光增强性质,构建了一种简便、灵敏检测汞离子的新方法.当Hg^(2+)存在时,聚T单链DNA(P1)通过T-Hg^(2+)-T特异性结合形成双链DNA,Cu^(2+)经抗坏血酸钠还原后生成的中间体Cu+与双链DNA螺旋结构间的氢键部分有强的结合力,促使Cu0附着聚集在双链DNA上形成铜纳米簇,导致体系荧光增强,从而实现对汞离子的高灵敏检测.体系荧光强度与Hg^(2+)浓度的对数值成正比,对Hg^(2+)检测的线性范围为1.0 nmol/L^10μmol/L,检出限达0.4 nmol/L,对湖水样品中Hg^(2+)检测的回收率达到97.2%~106.6%.与传统方法相比,该方法具有无需标记、检出限低及选择性好等优点,可用于环境水体中汞离子的测定.

新型汞离子CQDs-CuNCs比率荧光探针的构建及在螃蟹中的应用

汞是一种典型的低剂量高毒性物质,广泛存在于环境和水体中,可通过食物链传递并累积,从而对人体造成危害。因此,准确快速的监测食品中汞离子(Hg^2+)含量对于保障食品安全具有重要意义。目前,常用的Hg^2+检测方法包括液相色谱-原子荧光光谱法(LC-AFS)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)、电化学法和荧光分析法。比率型荧光探针具有双发射荧光特性,其中内置校准功能可降低因探针浓度和各种环境因素产生的检测误差,可以有效的克服单发射荧光探针的不足。本研究提出了基于碳量子点(CQDs)和铜纳米簇(CuNCs)的新型比率型荧光探针用于螃蟹中Hg^2+的快速检测。主要研究内容和结果如下:(1)CQDs-CuNCs复合体系的制备。以蔗糖为碳源,聚乙二醇为钝化剂,通过微波介导法合成CQDs;以抗坏血酸为还原剂和稳定剂通过水热法合成CuNCs,后通过自组装制成CQDs-CuNCs复合体系。(2)CQDs-CuNCs复合体系的表征。利用高倍透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FL)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对CQDs-CuNCs复合体系表征,结果显示,该研究成功合成了具有双发射特性的CQDs-CuNCs比率型荧光探针。(3)CQDs-CuNCs复合体系的稳定性测试。将CQDs-CuNCs比率型探针与传统的单通道CuNCs探针的稳定性进行对比。结果表明,当探针浓度漂移和测量温度波动时,CQDs-CuNCs比率型探针比单发射的CuNCs抗干扰能力更强,稳定性更高。(4)CQDs-CuNCs复合体系对Hg 2+的检测。当Hg^2+存在时,复合体系中的CuNCs发生团聚,而CQDs基本不受影响,导致443 nm处的CuNCs荧光猝灭而545 nm处的CQDs荧光强度几乎不变。依据荧光强度的比值(I 443 nm/I 545 nm)与Hg^2+浓度的关系实现定量检测。在对标准Hg^2+检测时,CQDs-CuNCs复合体系的I 443 nm/I 545 nm和单发射CuNCs的猝灭率与Hg^2+浓度(0.1~12μmol·L-1)均呈现良好的线性关系,相关系数分别达到0.9947和0.9916,检测限(3σ/S)分别为2.83和3.62 nmol·L^-1。在螃蟹样品检测中,CQDs-CuNCs比率型探针和单发射的CuNCs得到回收率分别为102.5%~105.4%和104.2%~112.5%,说明CQDs-CuNCs复合体系比单发射CuNCs对Hg^2+具有更高的灵敏性和稳定性。以上结果表明,本研究所构建的CQDs-CuNCs比率型荧光探针能够用于食品中Hg^2+的快速、准确检测。

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.

基于谷胱甘肽稳定的荧光铜纳米簇高灵敏检测芦丁

芦丁是一类重要的黄酮类化合物,具有抗肿瘤、抗糖尿病、抗氧化等多种生理功能,因此开发简便、灵敏的芦丁检测新方法具有十分重要意义。基于谷胱甘肽稳定的荧光铜纳米簇(GSH-CuNCs),构建了一种简单、高灵敏、高选择性的荧光传感新方法用于芦丁的检测。以谷胱甘肽(GSH)为稳定剂,抗坏血酸(AA)为还原剂,制备了具有优良发光性能的谷胱甘肽稳定的铜纳米簇(GSH-CuNCs)。采用紫外吸收光谱、荧光激发光谱和发射光谱对GSH-CuNCs的光学性能进行了研究。GSH-CuNCs在365 nm激发波长下,在420 nm处具有强的荧光发射。GSH-CuNCs在293 nm(紫外光区)处有明显的吸收峰,但在400 nm(可见光区)以上没有吸收。结果表明,GSH-CuNCs具有类似分子的性质,并且没有较大的铜纳米颗粒存在,说明所制备GSH-CuNCs的纯度较高。在4℃条件下贮存3个月后,GSH-CuNCs在420 nm处的荧光强度仍保持在96%以上。当芦丁(Rutin)存在时,铜纳米簇的荧光信号被显著猝灭。这是由于芦丁的吸收光谱与GSH-CuNCs的荧光激发光谱有较大的重叠,引发内滤效应所致。对测定芦丁的pH值和反应时间进行了优化,发现当pH值为7.5,反应时间为10 min时,荧光猝灭效果较好。在优化的实验条件下,测定了存在不同浓度芦丁时GSH-CuNCs的荧光发射光谱。结果表明,该传感方法对芦丁具有良好的荧光响应,检测线性范围为1.00~200 nmol·L^(-1),检出限为0.300 nmol·L^(-1)。在传感系统中引入相同浓度的其他干扰物质时,只有芦丁对GSH-CuNCs的荧光信号有明显的猝灭作用,表明该方法对于芦丁的检测具有良好的选择性。该方法已经用于荞麦茶样品中芦丁含量的测定。该方法无需修饰,简便易行,样品消耗少,具有较高的灵敏度。

Gd^(3+)调节铜纳米团簇聚集诱导发光自组装用于检测痕量六偏磷酸钠

本实验以谷胱甘肽(GSH)为还原剂和稳定剂,制备得到铜纳米簇(CuNCs)。经透射电镜表征,显示其分散性良好,平均粒径为4 nm,红外光谱证明GSH与CuNCs形成共价键,表明CuNCs成功被GSH修饰。以得到的功能化铜纳米簇为荧光探针,Gd^(3+)与CuNCs表面羧基高效结合形成复合物并使CuNCs聚集诱导发光。六偏磷酸钠可与Gd^(3+)更稳定络合,使Gd^(3+)从CuNCs表面释放,实现荧光猝灭。基于此,建立了六偏磷酸钠的荧光开关检测方法。通过对Gd^(3+)浓度、pH以及反应时间的优化,确定了最佳实验条件。采用此方法对实际样品茶饮料中六偏磷酸钠的含量进行测定,在0.2~16μmol/L有良好的线性关系,测得其检出限为0.08μmol/L,加标回收率为97.7%~104.1%,相对标准偏差低于4.0%。该方法操作简单、灵敏度高、价格低廉,在六偏磷酸钠的检测中效果良好。

铜金属纳米簇在pH检测中的应用

以谷胱甘肽(GSH)为保护剂,通过考察不同反应温度、n(GSH)∶n(硝酸铜)、反应时间合成了荧光性能良好的GSH-Cu NCs。该GSH-Cu NCs合成简单,pH=4~8.5,GSH-Cu NCs荧光强度与pH呈良好的非线性关系,对pH响应良好,且具有较好的可逆性和选择性,为构建实时、便捷的pH传感分析提供了平台。

菠萝蛋白酶铜簇荧光猝灭法检测叶酸

本文以菠萝蛋白酶为模板,水合联氨为还原剂,采用水热法合成了一种能发射橙色荧光的菠萝蛋白酶铜纳米簇(Bro-CuNCs),该Bro-CuNCs的最大激发和发射波长分别为325 nm和585 nm,基于Bro-CuNCs和叶酸之间的内滤效应(IFE),叶酸可导致Bro-CuNCs的荧光发生猝灭。在最佳实验条件下,叶酸在5.0×10^(-8)~2.0×10^(-6) mol·L^(-1)的浓度范围内与荧光猝灭度ΔF/F_(0)呈线性关系,回归方程为ΔF/F 0=1.56c(0.1μM)+0.046,相关系数r=0.9980,检出限为1.85×10^(-8) mol·L^(-1),加标回收率介于98.3%~103.6%之间,相对标准偏差(RSD)为1.2%~4.0%,说明该方法准确度好,精密度高。

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。

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.

DNA介导荧光铜纳米簇的合成及表征——推荐一个研究型综合化学实验

为达到科研反哺教学、教学创新促进人才培养的目标,有必要对传统化学实验进行改革。在此,基于课题组人员前期科研成果,设计了一个研究型综合化学实验,以DNA分子为模板合成与表征荧光铜纳米簇,并获取稳定合成荧光铜纳米簇的条件。实验内容包括纳米簇的合成、基本光谱分析仪器的使用、光谱数据的处理等。实验交叉融合分析化学、生物化学、纳米科学等多学科前沿知识,实验条件简单温和,实验时长合理,满足实验教学的各项要求,能充分激发学生的科研兴趣、提升综合能力,具有很好的实验教学推广价值。

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。

铜纳米簇探针-荧光分光光度法测定矿泉水和饮料中日落黄的含量

采用一步湿化学法合成铜纳米簇(CuNCs),并提出了以CuNCs为荧光探针,荧光分光光度法测定矿泉水和饮料中日落黄含量的方法。将水15.0 mL、0.01 mol·L^(-1)L-半胱氨酸溶液4.0 mL和0.1 mol·L^(-1)硝酸铜溶液0.2 mL混合,置于15℃水浴中搅拌5 min,然后缓慢滴加1.0 mol·L^(-1)氢氧化钠溶液1.00 mL,继续在15℃水浴中搅拌反应2.5 h,接着将L-半胱氨酸保护的CuNCs浅蓝色溶液透析72 h,于60℃干燥72 h,得到CuNCs。分取50μL过滤后的样品,与0.33 g·L^(-1)CuNCs溶液0.5 mL混合,然后用pH 8.0的伯瑞坦-罗宾森缓冲溶液稀释至3.0 mL。设置激发波长为370 nm,激发、发射的狭缝宽度分别为5,10 nm,记录加入日落黄前后体系在490 nm处的荧光强度F0和F。结果显示:日落黄对CuNCs的荧光猝灭主要来自内滤效应;日落黄的浓度在2.00~60.00μmol·L^(-1)内与体系的荧光强度比值F/F0呈线性关系,检出限(3s/k)为1.31μmol·L^(-1);矿泉水和饮料中日落黄的回收率为95.2%~104%,测定值的相对标准偏差(n=5)为2.1%~3.7%。

Atomically precise copper nanoclusters as ultrasmall molecular aggregates:Appealing compositions,structures,properties,and applications

Metal nanoclusters(NCs)are ultrasmall molecular aggregates consisting of dozens to hundreds of metal atoms consolidated by organic ligands,which represent an emerging area of nanoscience.Amide a myriad of metal NCs,copper NCs(CuNCs)comprise a low-cost,high-value subclass that has attracted great attention.The variable copper cores and diversity of protecting ligands have rendered CuNCs interesting molecular aggregates featuring structural and compositional versatility,hence showing distinctive properties and potential applications.In the present review,we have summarized the progress on atomically precise CuNCs that exhibit a range of appealing properties and applications in different fields.This review is expected to provide not only an overview of the current development on atomically precise CuNCs,but also possible directions for the future design of novel CuNCs for fundamental studies and practical applications.

智能手机辅助铜纳米簇/金属有机框架杂化荧光探针检测小白菜中的百草枯

目的基于铜纳米簇(copper nanoclusters,CuNCs)/金属有机框架(metal-organic frameworks,MOF)复合材料谷胱甘肽(glutathione,GSH)-CuNCs/Al-MOF构建一种智能检测小白菜中百草枯的快速、简便的方法。方法利用化学还原法和溶剂热法制备由GSH修饰的GSH-CuNCs和Al-MOF,合成新型荧光传感材料GSH-CuNCs/Al-MOF,并构建一种比率型荧光检测方法。通过百草枯和GSH-Cu NCs的电子转移和静电相互作用,GSH-CuNCs聚集荧光发生淬灭,而Al-MOF的荧光强度在整个过程中保持不变,复合探针的荧光强度比率反映百草枯的浓度。结果百草枯在5~100μmol/L范围内线性关系良好,检出限为1.4μmol/L,检测时间为7~15min,选择性和抗干扰能力良好。利用智能手机RGB识别可视化定量检测百草枯,检出限为4.4μmol/L。方法可用于小白菜中百草枯的检测,回收率为96.05%~106.30%。结论该方法首次实现对百草枯的比率荧光智能检测,具有快速、简便、低成本等特点,为联吡啶类除草剂的检测提供研究思路。

基于银/铂纳米模拟酶表面修饰的铜离子比色检测方法研究

通过对银/铂纳米簇(Ag/Pt NCs)的表面修饰调控其催化活性,建立了一种高灵敏的比色法检测Cu^(2+)。巯基丙酸能够抑制Ag/Pt NCs的催化活性,而巯基丙酸与Cu^(2+)作用后,将导致上述抑制作用减弱。基于上述原理,通过测量Ag/Pt NCs催化TMB-H_2O_2反应产生的显色信号,可以实现Cu^(2+)的比色检测。本方法检测Cu^(2+)的线性范围为10~100 nmol/L,检出限(3σ)为5.0 nmol/L。将本方法应用于实际水样中Cu^(2+)的检测,结果表明,本方法具有操作简单、成本低、灵敏度高、特异性好等优点。

基于铜纳米簇的聚集诱导发光检测铅离子

基于谷胱甘肽保护的非贵金属铜纳米簇(Cu NCs@GSH)的聚集诱导发光现象,建立了快速检测铅离子(Pb2+)的"Turn on"型荧光分析方法。Cu NCs@GSH溶液荧光强度很弱,当存在Pb2+时,荧光强度可显著增强,溶液显示明亮的橙黄色。基于此原理建立了检测Pb2+的荧光方法,线性范围为200~700μmol/L,检出限为106μmol/L,常见金属离子不干扰Pb2+的测定。本方法简单快速、选择性高,可实现对Pb2+的可视化定性检测。

铜纳米簇/石墨烯修饰玻碳电极电流-时间法测定木犀草素

制备了铜纳米簇／石墨烯修饰玻碳电极（记为Cu／GP／GCE），并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、交流阻抗法和循环伏安法对修饰电极的结构和性能进行表征。结果表明：该修饰电极对木犀草素的氧化具有协同催化作用，据此提出了计时电流法测定木犀草素的方法。在pH4．0的磷酸盐缓冲溶液中，外加电位为0．8V时，木犀草素的浓度在7．0×10^-8～3．0×10^-6mol·L-1范围内与其峰电流呈线性关系，检出限（3S／N）为3×10μmol·L-1该修饰电极用于菊花乙酸乙酯的提取物中木犀草素含量的测定，测定值与高效液相色谱法测定值相符，相对标准偏差（n=5）小于6．0％。

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。