本文關(guān)鍵詞：羧基保護(hù)的金屬納米團(tuán)簇發(fā)光機(jī)理及生物學(xué)應(yīng)用研究　出處：《華東師范大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：金屬納米團(tuán)簇(metallic nanoclusters,MNCs)是由 Au、Ag、Cu 或 Pt 等金屬的幾個(gè)至幾百個(gè)原子組成的具有發(fā)光特性的分子級(jí)聚集體。與大尺寸的金屬顆粒相比,其接近電子費(fèi)米波長(zhǎng)的尺寸(～0.5nm)使其具有離散的能級(jí)結(jié)構(gòu),從而具備類分子的特性,表現(xiàn)出特定的吸收和發(fā)射,彌補(bǔ)了金屬原子和金屬納米顆粒之間的空缺。其特有的量子尺寸效應(yīng)使其光學(xué)性質(zhì)具有隨粒徑大小而變化的特性,這種特性使其發(fā)射光譜在可見光到近紅外光區(qū)范圍內(nèi)可調(diào)諧。與傳統(tǒng)發(fā)光材料(有機(jī)染料、半導(dǎo)體量子點(diǎn)等)相比,金屬納米團(tuán)簇以其優(yōu)異的光學(xué)性能(光穩(wěn)定性好、大的斯托克斯位移等)和良好的生物兼容性而被廣泛的應(yīng)用到生物學(xué)領(lǐng)域,如細(xì)胞成像、生物標(biāo)簽、生物傳感器等。目前,對(duì)發(fā)光金屬納米團(tuán)簇的研究主要集中在開發(fā)簡(jiǎn)單易行的方案合成光學(xué)性能優(yōu)異的納米團(tuán)簇以及將其應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,對(duì)其發(fā)光機(jī)理的研究相對(duì)較少并且是十分有必要的�，F(xiàn)有的對(duì)金屬納米團(tuán)簇發(fā)光機(jī)理的解釋過分的強(qiáng)調(diào)金屬核心的作用,而團(tuán)簇表面配體的電子化學(xué)結(jié)構(gòu)在很多情況下被忽視了。本文主要以含羧基配體分子為模板,采用光致還原、化學(xué)還原等方案在不同條件下制備出具備不同光學(xué)性能的發(fā)光金屬納米團(tuán)簇。采用紫外可見吸收光譜、熒光光譜、X-射線光電子能譜(XPS)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)(TCSPC)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)等表征手段對(duì)合成納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行分析研究。著重探究了團(tuán)簇殼層上的配體和金屬離子的行為對(duì)團(tuán)簇發(fā)光性能的影響,并對(duì)金屬團(tuán)簇的發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的討論。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.以聚甲基丙烯酸(PMAA)為模板,采用光致還原的方法一步制備了 PMAA包裹的銀納米團(tuán)簇。通過對(duì)反應(yīng)物配比、pH值、反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)參數(shù)的調(diào)控合成一系列光學(xué)性質(zhì)不同的納米團(tuán)簇。主要研究了團(tuán)簇表面配體和金屬離子對(duì)發(fā)光的影響,提出了電荷轉(zhuǎn)移躍遷(LMMCT)發(fā)光模型。2.以聚甲基乙烯基醚共聚馬來酸(PMVEMA)、巰基乙胺(MEA)、還原型谷胱甘肽(GSH)為模板,采用模板法和配體刻蝕法制備了不同配體穩(wěn)定的銀納米團(tuán)簇。主要研究了配體電子化學(xué)結(jié)構(gòu)變化對(duì)發(fā)光的影響,提出了聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)模型。3.以D-青霉胺(DPA)、巰基琥珀酸(H2MSA)、巰基乙二胺(MEA)為模板,采用配體刻蝕的方案合成單分子保護(hù)的銀納米團(tuán)簇,同時(shí)觀察到了金屬核為中心的發(fā)光和配體相關(guān)的發(fā)光。對(duì)納米團(tuán)簇發(fā)光過程中由pH改變引起的聚集誘導(dǎo)發(fā)射效應(yīng)進(jìn)行了相關(guān)討論,并在體系中觀察到了激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESPT)過程.4.利用合成的發(fā)光納米團(tuán)簇設(shè)計(jì)了一種比率型光學(xué)探針,利用巰基跟金屬離子的特異性結(jié)合造成團(tuán)簇發(fā)光淬滅來檢測(cè)含巰基的生物小分子如高半胱氨酸(Hcy)等,檢測(cè)極限可達(dá)1μM。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O469

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 Shuang Han;Zhichao Zhang;Suping Li;Liming Qi;Guobao Xu;;Chemiluminescence and electrochemiluminescence applications of metal nanoclusters[J];Science China(Chemistry);2016年07期

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本文編號(hào)：1317390