基于乙醇和铝离子聚集诱导的铜纳米团簇

金属纳米团簇(MNCs)作为一种新型的纳米材料,具有合成方法简单、光稳定性强、毒性低、生物相容性好以及发光效率高等优点。在本研究中,使用“一锅法”合成谷胱甘肽保护的铜纳米团簇。在激发波长为370 nm时,GS@CuNCs的荧光发射波长在610 nm左右。铜纳米团簇可以通过有溶剂诱导和阳离子诱导两种方法聚集诱导增强其荧光强度。通过测定在不同溶剂(乙醇、甲醇、N, N-二甲基甲酰胺)中铜纳米团簇的荧光强度,探究了溶剂极性对聚集的影响。研究结果表明：在水溶液中铜纳米团簇只发射弱的荧光,随着乙醇含量从0%到85%,其荧光强度逐渐增强。此外,我们开发了一种新的选择性好、灵敏性高的检测铝离子的荧光探针。线性范围为2–20 μmol·L^-1,且检测限(LOD)为33 nmol·L^-1。进一步探究可得,乙醇和铝离子能使GS@CuNCs荧光强度显著增加的机理为聚集诱导荧光增强。     

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。     

DNA/银纳米簇荧光探针在检测Pb2+中的应用

基于DNA/银纳米簇的荧光特性报道了一种简单、灵敏、高选择性的荧光方法检测Pb²⁺.以茎部为富G结构,环状部分为聚C结构的发夹型DNA为模板合成具有稳定荧光的银纳米簇.当加入Pb²⁺后,发夹型DNA在Pb²⁺诱导下形成G-四链体结构,破坏了发夹型DNA的构型,极大地影响了合成银纳米簇的模板结构,导致银纳米簇的荧光强度降低.Pb²⁺存在和不存在时所产生荧光强度的差异与发夹型DNA的碱基序列和茎部配对碱基数有关.依据这一现象,在优化DNA碱基序列和茎部配对碱基数的基础上,可实现100 μmol/L至100 nmol/L范围内对Pb²⁺的定量检测,检出限为10 nmol/L.该方法对Pb²⁺的检测具有较好的选择性,并可应用于实际水样中Pb²⁺的检测.检测结果与原子吸收光谱进行比对,显示出较好的一致性.     

紫外光辐照下以PAMAM树形分子为模板制备Ag纳米簇及光致发光性能研究

以G5.0-OH PAMAM树形分子为模板,用紫外光辐照法制备银纳米簇.用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和共振散射光谱等对所制备的银纳米簇进行了表征.结果表明:用紫外光辐照法可以制备尺寸分布均匀、稳定的银纳米簇;且辐照时间、PAMAM树形分子的浓度及Ag⁺/PAMAM树形分子的摩尔比都会对所制备的银纳米簇产生较大的影响.由于所制备的银纳米簇的粒径小于树形分子的流体力学半径,表明树形分子起到了“内模板”作用.同时研究了银纳米簇的尺寸对其光致发光性能的影响,发现通过调节银纳米簇的尺寸可实现其光致发光的可调性.     

多彩金纳米簇:从结构到生物传感和成像

金纳米簇是一种具有发光性能的“类分子”新兴纳米材料。通过调控金原子数目和配体组成性质,金纳米簇可以实现同激发光下不同波段发射,从而展现出“五彩缤纷”的发光特性,这使其被广泛应用于光催化、光学器件、传感和成像等多个领域。因此,开发和优化具有优异发光性能的金纳米簇一直是化学、材料和生物学科的研究热点。本文立足于金纳米簇的发光色彩,根据不同发光颜色总结了相应金纳米簇的合成原理和方法,并对影响金纳米簇发光性能的因素进行了探究。同时,也总结了近年来这些“多彩”金纳米簇在生物传感和生物成像方向的应用,并对金纳米簇发展面临的挑战及发展的趋势分别进行了探讨和展望。     

Coherent Vibrational Dynamics of [Au25(SR)18]- Nanoclusters?

Coherent vibrational dynamics can be observed in atomically precise gold nanoclusters using femtosecond time-resolved pump-probe spectroscopy. It can not only reveal the coupling between electrons and vibrations, but also reflect the mechanical and electronic properties of metal nanoclusters, which holds potential applications in biological sensing and mass detection. Here, we investigated the coherent vibrational dynamics of [Au₂₅(SR)₁₈]^- nanoclusters by ultrafast spectroscopy and revealed the origins of these coherent vibrations by analyzing their frequency, phase and probe wavelength distributions. Strong coherent oscillations with frequency of 40 cm^-1 and 80 cm^-1 can be reproduced in the excited state dynamics of [Au₂₅(SR)₁₈]^-, which should originate from acoustic vibrations of the Au₁₃ metal core. Phase analysis on the oscillations indicates that the 80 cm^-1 mode should arise from the frequency modulation of the electronic states while the 40 cm^-1 mode should originate from the amplitude modulation of the dynamic spectrum. Moreover, it is found that the vibration frequencies of [Au₂₅(SR)₁₈]^- obtained in pump-probe measurements are independent of the surface ligands so that they are intrinsic properties of the metal core. These results are of great value to understand the electron-vibration coupling of metal nanoclusters.     

金属纳米簇在CO2光催化还原中的研究进展

化石燃料的大量燃烧不仅造成能源危机，而且排放的二氧化碳（CO2）会使气候变暖。以清洁、储量丰富的太阳光作为能量来源，将CO2光催化还原为高附加值的化学产品是缓解当前环境问题和能源问题的主要方法之一。然而，CO2在常温常压下非常的稳定，因此需要设计并构筑高效光催化剂来捕捉和转化CO2，以达到高效光催化CO2还原的目的。在众多研究的光催化剂中，金属纳米簇因其具有独特的结构特点、优异的物理和化学性质，所以在光催化CO2还原领域得到了广泛的应用。基于此，我们首先对金属纳米簇进行了分类，将其分为贵金属纳米簇和非贵金属纳米簇；然后分别对贵金属和非贵金属纳米簇在光催化CO2还原中的研究进展进行了归纳与总结。本文通过及时全面概述近几年该领域的研究进展，从而为未来研究方向提供新思路。