Au納米團簇(Au NCs)由于其具有特殊的電子結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì),如量子化電荷、分立能級、光致發(fā)光等,在光傳感、熒光標(biāo)記、生物成像等基本領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,并因此受到了很大的關(guān)注。但需要注意的是,金昂貴的價格和弱的熒光限制了它在各個領(lǐng)域的進一步利用。為了改善Au NCs的發(fā)光性能同時降低生產(chǎn)成本,一系列的化學(xué)合成方法被采用,主要有原子摻雜、交換保護配體以及改變反應(yīng)條件等。本論文通過在Au NCs中摻入金屬原子提高NCs的發(fā)光性能,研究了原子摻雜對Au NCs的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)的影響,并且探討了其在生物成像中的應(yīng)用。其主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1.通過化學(xué)摻雜法分別在Au NCs中摻雜Cu原子和Zn原子形成超小CuAu NCs和ZnAu NCs。利用一系列的光譜測試技術(shù),例如紫外可見(UV-vis)吸收、發(fā)射光譜、熒光壽命、量子產(chǎn)率等來研究Au NCs、CuAu NCs、ZnAu NCs的光學(xué)性質(zhì)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與未摻雜金屬原子的Au NCs相比,Cu原子摻雜的CuAu NCs的熒光強度增加了2倍,而Zn原子摻雜的ZnAu NCs的熒光增強達3倍左右。另外,熒光壽命的測試結(jié)果表明CuAu NCs和ZnAu NCs均具有較長的微秒級熒光壽命,且ZnAu NCs的熒光壽命較Au NCs的更長。說明原子摻雜會對Au NCs的光學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響。2.通過分析透射電子顯微鏡(TEM)、基質(zhì)輔助激光解吸附-串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF MS)和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)等數(shù)據(jù),研究合金CuAu NCs和ZnAu NCs的結(jié)構(gòu)特征,分析結(jié)果表明這兩種發(fā)光NCs均屬于分子量位于一定范圍的復(fù)合物團簇。3.為了探索CuAu NCs和ZnAu NCs在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,進行了穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性研究,結(jié)果顯示這兩種合金發(fā)光NCs均具有良好的穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,這種優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)在熒光成像中具有很大的優(yōu)勢。為了進一步評估CuAu NCs和ZnAu NCs的可利用性,進行了細胞毒性研究和細胞成像實驗,結(jié)果表明它們具有低細胞毒性,且能夠很好的應(yīng)用于生物成像。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O641.4
【部分圖文】：

[61]。圖1-2 (a) 連續(xù)加入10 μL 濃度組件增加的Hg2+溶液，Ag NCs (體積4 mL，濃度10-5M) 的熒光響應(yīng)，(b) 加入10-7M不同的金屬離子溶液后，Ag NCs在652 nm處的熒光猝滅效應(yīng) [(I0-I)/ I0][62]。

圖1-3 Au NCs-PLA-GPPS-FA納米載體形成的示意圖[68]。大多數(shù)的抗癌藥物在殺死癌細胞的同時也會傷害正常組織，這極大地限制了其效用。Bhattacharyya 和他的同事克服了這個限制，并制定了一種使用裝載溶菌酶的阿霉素包裹的 Au NCs 選擇性殺死乳腺癌細胞的策略[69]。他們表示，負載 1μM 阿霉素的 Au NCs 能夠殺死 90%的癌細胞，而僅僅殺死 30%的正常細胞，但是單獨使用自由的阿霉素對癌細胞和正常細胞的殺傷率均達到 80%。因此，載有阿霉素的 Au NCs 可導(dǎo)致癌細胞的選擇性殺傷[69]。Chen 等人利用 Au NCs 可用于熒光標(biāo)記、兩親性超支化嵌段共聚物可提高納米載體的穩(wěn)定性和載藥能力的優(yōu)點，成功合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的多功能納米載體 Au NCs-PLA-GPPS-FA(如圖 1-3)，用于靶向傳遞抗癌藥物[68]。1.4.4 生物成像應(yīng)用開發(fā)有效的納米材料用于選擇性標(biāo)記對生物較重要的離子或者中性分析物

大多數(shù)的抗癌藥物在殺死癌細胞的同時也會傷害正常組織，這極大地限制了其效用。Bhattacharyya 和他的同事克服了這個限制，并制定了一種使用裝載溶菌酶的阿霉素包裹的 Au NCs 選擇性殺死乳腺癌細胞的策略[69]。他們表示，負載 1μM 阿霉素的 Au NCs 能夠殺死 90%的癌細胞，而僅僅殺死 30%的正常細胞，但是單獨使用自由的阿霉素對癌細胞和正常細胞的殺傷率均達到 80%。因此，載有阿霉素的 Au NCs 可導(dǎo)致癌細胞的選擇性殺傷[69]。Chen 等人利用 Au NCs 可用于熒光標(biāo)記、兩親性超支化嵌段共聚物可提高納米載體的穩(wěn)定性和載藥能力的優(yōu)點，成功合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的多功能納米載體 Au NCs-PLA-GPPS-FA(如圖 1-3)，用于靶向傳遞抗癌藥物[68]。1.4.4 生物成像應(yīng)用開發(fā)有效的納米材料用于選擇性標(biāo)記對生物較重要的離子或者中性分析物一直是比較活躍的研究領(lǐng)域。因此，如果生物分子內(nèi)的特定位置可以被特別映射
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本文編號：2869709