金纳米团簇在生物成像中的应用研究

金纳米团簇作为一种新型发光的纳米材料,其粒子直径通常小于2 nm,接近电子费米波长,从而产生类似分子的性质,包括离散的电子态和与尺寸密切相关的荧光。由于金簇具有超小尺寸,优良的荧光性能和生物相容性等特点,故多次被发展为荧光传感器,应用于生物成像、传感、环境监测等方面。本文将对金簇与尺寸相关的发光原理、合成方法,以及作为纳米探针应用于生物成像研究进行综述,并对金簇的今后发展趋势做简要展望。     

金银合金发光纳米团簇研究进展

金银合金纳米团簇作为一类极具潜力的发光纳米复合材料，由于其结构精准、尺寸可控、光学性能可调谐、生物相容性良好等特性，在纳米生物医学前沿领域应用的研究具有重要意义，近年来也受到材料与化学科研工作者的广泛关注。本文主要回顾了金纳米团簇、银纳米团簇及金银合金纳米团簇的合成方法、结构设计及发光性质，综述了金银合金发光纳米团簇在生物成像、分子识别和光敏抗菌等生物医学方面的应用进展，并对其未来研究方向及应用前景进行了展望。     

金纳米簇构建传感阵列在检测中的应用研究

金纳米团簇由多个或几十个金原子组成，具有许多优点，包括大的斯托克斯位移、量子限制效应、寿命长、强的光致发光、良好的生物相容性、优良的荧光特性、水溶性和高的光学稳定性，是纳米传感器的理想材料，被广泛应用于各个领域。综述了金纳米团簇构建荧光传感阵列在检测中的研究方法和进展，阐述了其传感阵列构建机理，同时对金纳米团簇在疾病诊断和食品安全等研究领域发展趋势做简要展望。     

铜纳米簇的合成方法、性质及其应用进展

铜纳米团簇是配体保护的几个或几百个金属铜原子形成的纳米粒子。铜纳米簇在溶液化学合成法中表现出低成本、多功能的颜色控制发光特性。使用不同类型的功能配体和催化剂合成铜纳米簇的方法可以调节其发射波长并改善其环境稳定性。而在合成铜纳米簇的方法中模板法应用多、效率高,其中常用的几种模板法以小分子巯基化合物、树枝大分子、多肽蛋白质、寡聚核苷酸DNA等为模板。目前,有多种铜纳米簇陆续被成功制备,并且应用于生物、医学、环境检测、传感器和催化剂等各个领域。强调了铜纳米簇的应用潜力,并将不同配体的合成方法和功能化及其性质和应用联系起来。     

上海应物所在DNA分子介导的金属等离子体纳米结构研究方面取得进展

正金属纳米结构在与光相互作用时会产生特定的表面等离子体共振。这种基于金属纳米结构的表面等离子体光学(plasmonics)在生物传感、生物成像、光催化和太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。近期,上海应用物理研究所物理生物学研究室樊春海课题组和上海光源陈刚课题组利用DNA分子实现了对金纳米等     

DNA分子介导的金属等离子体纳米结构研究获进展

正金属纳米结构在与光相互作用时会产生特定的表面等离子体共振。这种基于金属纳米结构的表面等离子体光学(plasmonics)在生物传感、生物成像、光催化和太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。近期,中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室樊春海课题组和上海光源陈刚课题组利用DNA分子实现了     

超分子策略调控金纳米团簇的发光行为

金纳米团簇(金簇)凭借其丰富的光学性能和独特的纳米结构在催化、生物成像、传感、分析检测、药物传送、显示和照明等领域脱颖而出。然而，较低的量子产率和单一的发光波段严重阻碍了金簇的发展前景，制备可调谐、高量子产率、长寿命的金簇已成为目前该领域的研究重点。主客体包结、嵌入聚合物基质以及氢键、静电作用力等超分子策略已被广泛用于调控金簇的发光行为，有效地提高金簇发光量子产率。鉴于此，系统阐述了超分子策略调控金簇发光行为的机理，总结了近年来基于超分子策略构建及调控多功能金簇发光行为的研究进展，并展望了金簇发光领域面临的机遇与挑战。     

铜纳米簇的模板法合成及其荧光检测

以单链DNA为模板、抗坏血酸为还原剂,在室温下合成了粒径约为1 nm荧光铜纳米簇,并对其进行了形貌和光谱表征。探索了Cu²⁺浓度、DNA浓度和抗坏血酸(AA)浓度对铜纳米簇荧光强度的影响。通过硫脲对合成荧光铜纳米簇的抑制作用,建立了快速检测硫脲的方法。该方法对硫脲的检测具有良好的选择性,最低检测限为16.479 6μmol/L,具有简单快速、成本低等特点。     

银纳米簇的制备及其应用研究进展

银纳米簇不仅具有一般金属纳米簇的性质,还具有低毒、强荧光、优异的光学稳定性以及良好的生物相融性等特性。银纳米簇在生物分析、细胞成像、环境监测以及电子器件等领域的研究及应用非常广阔。综述了银纳米簇的制备方法、银纳米簇的稳定剂制备及银纳米簇的应用。     

模板法合成TiO2掺杂的聚吡咯纳米团簇及其光催化性能研究

通过酸化模板法制备了掺杂有TiO2纳米粉体的聚吡咯纳米团簇,并通过光催化降解甲基橙以及橙II研究了其光催化性能。使用掺杂有TiO2的聚吡咯纳米团簇在紫外光照射条件下进行2 h光催化试验,甲基橙和橙II的降解率分别达到96%和98%。材料通过扫描电子显微镜、比表面分析、红外光谱、X射线衍射等手段表征。     

以聚酰胺-胺树形分子为模板制备AgI纳米簇

本文以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板,原位制备AgI纳米簇.系统地研究了AgI纳米簇制备过程中各种反应条件如树形分子端基、反应时间、Ag 与PAMAM摩尔比等对AgI纳米簇粒径的影响,分别用紫外-可见光谱、荧光光谱、透射电镜等对所制备的纳米簇进行表征.在相同的条件下,以G4.5-COOH3为模板较以G5.0-NH2为模板制备的AgI纳米簇粒径小、分布均匀,这主要取决于G4.5-COOCH3PAMAM树形分子所起的“内模板”作用.G4·5-COOH3树形分子浓度为1×10-5mol/L,Ag 与树形分子摩尔比为30∶1时所制备的AgI纳米簇的粒径分布均匀、稳定性好,室温避光可稳定存在两个月以上.     

复合镍基催化剂表面纳米团簇结构的调控及其催化应用

利用新型等离子体技术,将常压放电冷等离子体炬应用于催化剂制备,研究了制备方法、载体、活性组分和助剂对复合镍基催化剂表面纳米团簇结构的调控效果;并分析了催化剂表面纳米团簇结构的形成机理和催化剂性能的构效关系。结果表明:采用冷等离子体炬直接焙烧还原可调控表面纳米团簇;以-γAl2O3为载体的Ni催化剂(PCR)具有较高的活性和稳定性;活性组分Ni对表面纳米团簇结构的调控效果较好,添加量为12%(质量分数)时,表面纳米团簇高度分散,其尺寸约5 nm;助剂Mg添加可有效提高催化剂活性,合适的添加量为1%,且催化剂仍保持良好的表面纳米团簇结构,尺寸约5 nm;表面纳米团簇结构优化后的催化剂抗积炭能力明显提高。     

水溶性银纳米团簇的制备及其性能表征

本文以季戊四醇-四-3-巯基丙酸酯（PTMP）作为链转移剂，甲基丙烯酸（MAA）为单体，采用自由基聚合合成硫醚端基聚合物PTMP-PMAA。再以此聚合物作为配体，Ag NO3作为金属前驱体，在紫外光的辐照下合成了金属银纳米团簇（Ag NCs），并对制备的金属纳米团簇进行一系列合成优化以及表征。结果表明，所制备的Ag NCs的最佳激发波长为330 nm，最佳发射波长为625 nm，荧光量子效率为6.72%。     

等离激元增强荧光的纳米结构、机制及其应用

基于等离激元纳米材料具有优异的光学调控性能，综述了等离激元荧光增强的基本机理，分别阐述了具有特定功能的等离激元增强荧光的纳米结构(PEFNSs)的构效关系，包括等离激元纳米核的材料、形状、尺寸、等离激元纳米颗粒(PNP)与荧光物质间的距离以及荧光物质种类对荧光增强的影响，最后综述了PEFNSs在生物传感器、生物成像和光热疗法和光动力疗法等生物医学领域中的应用，且其在生物、物理、化学等领域的应用具有重要意义。     

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-OHPAMAM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．     

橡胶片上纳米膜的结构及类弹性机理

研究了用磁控溅射法在橡胶片上得到的纳米金属膜和纳米金属氧化物膜的结构与性能，证明该纳米膜具有团簇结构。     

基于超分子有机凝胶的纳米复合材料

基于超分子有机凝胶的纳米复合材料是集有机和纳米材料优异性能于一体的新型智能材料, 已成为近年来功能复合材料的研究热点之一。本文综述了该类复合材料的研究现状, 包括超分子有机凝胶分别与无机纳米粒子、金属纳米粒子以及碳纳米管等材料的复合, 分别从其模板效应、制备方法等方面进行介绍。纳米复合材料丰富的结构受控于超分子丰富的簇集体形貌, 这种模板效应主要依赖于超分子有机凝胶特有的三维网络结构, 其为纳米粒子成核、生长、排列等提供了优良的载体环境, 可以有效避免纳米粒子的团聚, 从而提高纳米粒子的稳定性, 并展望了该类材料在催化、传感、生物以及医学等领域的发展前景。     

生物模板法制备纳米金属氧化物的现状及展望

对近年来纳米金属氧化物在不同产业的突破性研究进行整合,综合评述了生物模板法在纳米金属材料制备中的应用,但其普遍存在模板去除问题。可利用超声波等非水热方式处理或对生物模板进行预处理,有望制备出结构更好的纳米金属氧化物。     

生物模板法制备纳米金属氧化物的现状及展望

对近年来纳米金属氧化物在不同产业的突破性研究进行整合,综合评述了生物模板法在纳米金属材料制备中的应用,但其普遍存在模板去除问题。可利用超声波等非水热方式处理或对生物模板进行预处理,有望制备出结构更好的纳米金属氧化物。     

多功能金纳米簇的制备与研究进展

荧光金纳米簇由于具备量子尺寸效应、良好的细胞通透性、生物相容性和水溶性等一系列特性,已被广泛应用在细胞成像、生物检测和生物标记等方面。近几年来大量的研究人员利用纳米材料如荧光纳米簇复合物、贵金属纳米簇特异性来标记肿瘤细胞,开发细胞的高灵敏光学成像。由于荧光金纳米簇制备方法较为方便简易、荧光强度强、同生物细胞具有好的相容性并且稳定性良好,使得它在生物成像、环境监测、疾病监测、光电学等多个领域具有广阔的应用前景。所以,研究开发荧光强、对细胞毒性小、合成简易方便且经济的荧光金纳米簇及其在各方面的用途对高速发展的经济社会有着极其重要的意义。