金屬納米簇是聯(lián)接金屬原子和納米粒子的橋梁。當納米粒子的尺寸降低到2 nm時,表現(xiàn)出獨立分散的能級而具有量子效應,一個原子的差別就可以導致性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同。金屬簇的核心結(jié)構(gòu)和堆積方式以及外圍保護基元的結(jié)構(gòu)對于金屬簇的穩(wěn)定性、發(fā)光、催化以及生物醫(yī)藥的應用方面具有決定性的影響。為了研究金屬簇的組成和空間結(jié)構(gòu),得到金屬簇的單晶并進行單晶X-射線衍射的分析成為一種可靠并唯一的方式。通過材料科學家的努力,已經(jīng)得到各種各樣金屬簇的組成結(jié)構(gòu)并能夠成功預測其性質(zhì)。巰基嘧啶由于不能溶于有機溶劑,較難得到較大金屬簇的單晶,成為研究的盲點。本研究分別使用三種不同的巰基嘧啶合成金簇,并成功得到了金簇的單晶結(jié)構(gòu)。文獻通過對金屬簇以及金納米粒子的對比發(fā)現(xiàn),當金屬簇的尺寸降低到2 nm時,表現(xiàn)出獨特的抗菌性能,另外由于金簇具有較低的生物毒性成為潛在的生物醫(yī)藥。然而,較低的熒光量子產(chǎn)率和穩(wěn)定性限制了它的發(fā)展和應用。我們使用魚精蛋白對6-甲基-2-硫尿嘧啶保護的金簇(Prot/MTU-Au NCs)進行功能化的自組裝,可以增強金屬簇的發(fā)光(28倍)、提高其穩(wěn)定性。通過研究發(fā)現(xiàn)魚精蛋白的聚合結(jié)構(gòu)和分子內(nèi)氫鍵對金屬簇的發(fā)光增強和穩(wěn)定性都有一定的貢獻。我們進一步研究了金屬簇對革蘭氏陰性菌大腸桿菌(E.coli)和革蘭氏陽性菌葡萄球菌(S.aureus)的抗菌性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)金屬簇的抗菌性能相對于單獨的Au NPs提高了 100倍并且具有廣譜抗菌性能。進一步的抗菌機理研究表明Prot/MTU-Au NCs破壞了細菌細胞膜并提高了細菌內(nèi)活性氧自由基(ROS)水平。另外,增強的熒光強度對成像指導下殺菌提供了可能性。受到一種來源于牛抗菌肽(Pep1)的序列和抗菌性能的啟發(fā),我們設計了一種富含亮氨酸和精氨酸的抗菌肽序列(CCLLLLRRRRRR,Pep2),發(fā)現(xiàn)其與�？咕木哂邢嗨频目咕阅�。利用這個抗菌序列,我們進一步使其與Ag結(jié)合形成AMP-Ag NCs。結(jié)果表明原來只對革蘭氏陽性菌有明顯抗菌效果的抗菌肽在與Ag結(jié)合后可以具有廣譜抑菌特性。傳統(tǒng)上從有機體內(nèi)提取抗菌肽的程序十分繁瑣昂貴,我們可以通過降低抗菌肽的使用劑量和人工合成抗菌肽來降低成本。相對于商業(yè)用的Ag NCs,Pep2-Ag NCs的MIC可以降低到原來的1000倍。哺乳動物細胞毒性實驗和小鼠實驗進一步表明其具有優(yōu)良的生物相容性和較高的抗菌性能。在抗生素耐藥性和抗藥性嚴峻的今天,Pep2-Ag NCs可以作為一種優(yōu)良的可替代抗菌藥物。我們利用檸檬酸為原料合成了一種L-酪氨酸甲酯修飾的發(fā)射藍色熒光的碳點(Tyr-CDs)。由于酪氨酸酶可以促使酪氨酸甲酯生成醌,醌作為一種電子接收體使碳點的熒光淬滅,然而生物巰基可以與酪氨酸酶結(jié)合,從而削弱醌的產(chǎn)生,于是一種根據(jù)生物巰基濃度變化的“off-on”的熒光探針被設計出來。本探針具有熒光產(chǎn)率高,靈敏度高,結(jié)果可靠等優(yōu)點,并用于血清的巰基定量檢測中。相比與傳統(tǒng)體系中引入重金屬離子作為淬滅劑與巰基結(jié)合,對環(huán)境造成潛在的污染。這里將酪氨酸酶作為淬滅劑,避免了重金屬的引入,是一種環(huán)境友好的方法。
【學位單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.1;O641.4;O657.3
【部分圖文】：

還提出了一種通過表面鈍化增強ＣＱＤｓ熒光的合成方法。ＣＱＤｓ?—般為近球形的??納米粒子，由無定型的納米晶核（主要是石墨或者湍狀碳，ｓｐ２雜化和石墨烯或??者氧化石墨烯ｓｐ３雜化的碳進行摻雜）組成（圖１－１）。??著ｍ??圖１－ｌＣＱＤｓ的化學結(jié)構(gòu)。??１．２．１碳點的制備??碳點的合成通常包括兩種方法：自上而下法和由下而上法。自上而下法是將??２??

像具有很大的吸引力１２５，２６］。Ｃａｏ課題組［２７］首次使用８００ｎｍ飛秒脈沖激光激發(fā)，??發(fā)現(xiàn)得到的ＣＱＤｓ具有在可見光區(qū)的發(fā)射，因此提出這種ＣＱＤｓ具有上轉(zhuǎn)換的熒??光發(fā)射性質(zhì)（圖１－３）。隨后，其它課題組［２６’２８］使用完全不同的合成方法也陸續(xù)??得到了具有上轉(zhuǎn)換發(fā)射性質(zhì)的ＣＱＤｓ。比如，Ｊｉａ［２５］闡述了一種直接在９０°Ｃ條件??下加熱抗壞血酸就可以得到具有優(yōu)良上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)的ＣＱＤｓ。這種上轉(zhuǎn)換熒光??發(fā)射性質(zhì)很可能來源于多光子激發(fā)過程－上轉(zhuǎn)換材料熒光發(fā)射的基本特點。??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?????４００?Ｓ００?６００?７００?８００??＿幢丨＼＾１??３００?４〇〇?５００?６００?７００?８００??，Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ??圖１－３?ＰＥＧ１５＿鈍化的ＣＱＤｓ的水溶液。（ａ），在４００?ｎｍ進行激發(fā)；（ｂ）在指定波長進行激??發(fā)；（Ｂ）使用逐漸增大的波長（以４００?ｎｍ為起始波長，２０?ｎｍ的間隔進行增大）對水中溶??解ＰＰＥＩ－ＥＩ鈍化的ＣＱＤｓ進行激發(fā)??１．３貴金屬納米族??貴金屬，包括金、銀、鉑、銅等，自古就被人們應用于多種領(lǐng)域。比如金由??于其亮麗的色彩和反應的惰性，在公元前５世紀保加利亞地區(qū)就出現(xiàn)了金的提??取。在古代，金主要用作貨幣、珠寶和藥物。比如制造紅寶石的玻璃，或者在瓷??５??

像具有很大的吸引力１２５，２６］。Ｃａｏ課題組［２７］首次使用８００ｎｍ飛秒脈沖激光激發(fā)，??發(fā)現(xiàn)得到的ＣＱＤｓ具有在可見光區(qū)的發(fā)射，因此提出這種ＣＱＤｓ具有上轉(zhuǎn)換的熒??光發(fā)射性質(zhì)（圖１－３）。隨后，其它課題組［２６’２８］使用完全不同的合成方法也陸續(xù)??得到了具有上轉(zhuǎn)換發(fā)射性質(zhì)的ＣＱＤｓ。比如，Ｊｉａ［２５］闡述了一種直接在９０°Ｃ條件??下加熱抗壞血酸就可以得到具有優(yōu)良上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)的ＣＱＤｓ。這種上轉(zhuǎn)換熒光??發(fā)射性質(zhì)很可能來源于多光子激發(fā)過程－上轉(zhuǎn)換材料熒光發(fā)射的基本特點。??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?????４００?Ｓ００?６００?７００?８００??＿幢丨＼＾１??３００?４〇〇?５００?６００?７００?８００??，Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ??圖１－３?ＰＥＧ１５＿鈍化的ＣＱＤｓ的水溶液。（ａ），在４００?ｎｍ進行激發(fā)；（ｂ）在指定波長進行激??發(fā)；（Ｂ）使用逐漸增大的波長（以４００?ｎｍ為起始波長，２０?ｎｍ的間隔進行增大）對水中溶??解ＰＰＥＩ－ＥＩ鈍化的ＣＱＤｓ進行激發(fā)??１．３貴金屬納米族??貴金屬，包括金、銀、鉑、銅等，自古就被人們應用于多種領(lǐng)域。比如金由??于其亮麗的色彩和反應的惰性，在公元前５世紀保加利亞地區(qū)就出現(xiàn)了金的提??取。在古代，金主要用作貨幣、珠寶和藥物。比如制造紅寶石的玻璃，或者在瓷??５??
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本文編號：2856011