聚乙稀亞胺輔助的熒光金、銀納米材料的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、熒光貴金屬納米材料，特別是熒光金、銀納米材料因其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)和良好的生物相容性，在化學(xué)傳感、生物成像、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域受到廣泛的重視。這些材料的形貌、尺寸、原子堆砌密度和表面配體等與其熒光光學(xué)特性密切相關(guān)，是材料工程、化學(xué)生物傳感和生物醫(yī)學(xué)成像的熱點(diǎn)研究課題。如何實(shí)現(xiàn)熒光金、銀納米材料的快速、簡易合成是研究人員探索和研究的重點(diǎn)。聚乙烯亞胺(PEI)是一種聚胺高分子，對于金屬離子具有良好的穩(wěn)定能力。本論文利用PEI的穩(wěn)定能力，著眼于熒光金

2、、銀納米材料的合成、性質(zhì)與應(yīng)用研究，主要開展了以下工作:
　　(1)在第2章中，我們利用過氧化氫輔助刻蝕PEI修飾的金納米顆粒，合成了具有藍(lán)色熒光的金納米團(tuán)簇。用紫外—可見光譜、熒光光譜和質(zhì)譜對得到的金納米團(tuán)簇進(jìn)行表征，確定了該團(tuán)簇中含有八個(gè)金原子（用Au8表示）。利用藍(lán)色熒光的Au8，我們構(gòu)建了一種淬滅型的鐵離子傳感器，這種傳感器對鐵離子表現(xiàn)出良好的選擇性和靈敏度。
　　(2)在第3章中，我們利用硫醇輔助的方法合成了金

3、納米團(tuán)簇，提高了金原子轉(zhuǎn)化效率。利用七種不同的硫醇分子都得到了藍(lán)色熒光的Au8，說明這種方法具有良好的普適性。我們使用這七種Au8構(gòu)建了一種基于指紋識別的蛋白質(zhì)傳感器陣列，并對六種不同的蛋白質(zhì)進(jìn)行了識別和檢測。
　　(3)參照第3章的方法，當(dāng)使用巰基十一酸(MUA)作為硫醇分子時(shí)，能同時(shí)得到具有藍(lán)色熒光的Au8和具有紅色熒光的一價(jià)金MUA復(fù)合物納米顆粒（第4章）。這兩種熒光組分在酸性條件下可通過離心完全分離，再分散后兩者的熒光性

4、質(zhì)不發(fā)生變化。這兩種組分的產(chǎn)率與PEI的濃度密切相關(guān)，高PEI濃度時(shí)，只有紅色熒光組分;而較低PEI濃度時(shí)，兩種組分都出現(xiàn)且Au8較多。PEI對Au8的熒光具有一定的淬滅效果，當(dāng)溶液pH降低時(shí)，減弱了PEI與Au8的相互作用，從而使Au8的熒光強(qiáng)度升高?；谶@個(gè)特性，我們利用所得到的混合物溶液構(gòu)建了一種比率型熒光pH傳感器。這種熒光傳感器的熒光顏色在高pH條件下呈紫紅色，而在低pH條件下呈藍(lán)色。
　　(4)一價(jià)金硫醇復(fù)合物由于存

5、在一價(jià)金原子間的相互作用也具有熒光。這些一價(jià)金硫醇復(fù)合物的熒光壽命長且具有較大的斯托克斯位移。然而，分子間和分子內(nèi)一價(jià)金原子間的相互作用也使得大部分復(fù)合物不溶于水或者在水中不穩(wěn)定。我們在高濃度PEI條件下，使用MUA作為硫醇，通過一鍋、兩步法合成了強(qiáng)紅色熒光的水溶性一價(jià)金MUA復(fù)合物（第5章）。根據(jù)金原子與氰化物可反應(yīng)生成Au(Ⅰ)(CN)2ˉ絡(luò)合物陰離子的原理，我們用紅色熒光的一價(jià)金MUA復(fù)合物構(gòu)建了一種淬滅型氰化物熒光傳感器。該傳感

6、器非常靈敏，且對其它陰離子的選擇識別能力和抗干擾能力。
　　(5)我們利用一價(jià)金MUA復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了有機(jī)染料快速光降解（第6章）。其它金納米材料都沒有類似的光降解能力?？疾炝嘶旌蠒r(shí)間和光照對降解反應(yīng)的影響。根據(jù)染料光譜隨光降解時(shí)間的變化，確定了反應(yīng)是通過產(chǎn)生活性氧而進(jìn)行。依據(jù)活性氧指示劑實(shí)驗(yàn)和具有紫外吸收的有機(jī)物光降解結(jié)果，我們推測并討論了活性氧產(chǎn)生的機(jī)理和過程。
　　(6)在第7章中，我們使用PEI作為模板，通過直接還原