貴金屬簇熒光傳感器和增強型電致化學發(fā)光傳感器的研究.pdf

1、貴金屬納米簇是一種新型的納米材料，由于其優(yōu)異的光學性能、不尋常的物理化學性質以及良好的生物相容性等優(yōu)點被廣泛地應用于分析傳感檢測中。但是目前對于貴金屬納米簇的合成以及應用仍然存在著一些缺陷和不足，主要表現在以下兩個方面:(1)合成過程繁瑣、耗時;(2)傳統(tǒng)的熒光分析檢測技術存在著一些缺陷，比如輸出信號易受熒光探針濃度、光漂白以及光源穩(wěn)定性等因素的影響，最終導致檢測靈敏度降低。
　　電致化學發(fā)光(ECL)，是電化學和化學發(fā)光相結合的

2、產物。它具有簡單快捷、檢測靈敏度高、檢測范圍寬、可控性好、易實現實時化和集成化、可進行原位檢測等優(yōu)點，從而引起科研工作者極大的研究興趣。在過去的幾十年里，涌現出很多ECL體系，如三聯吡啶釕-三丙胺，魯米諾-過氧化氫以及量子點，過硫酸鹽等。然而，溶解氧在上述發(fā)光體系中的ECL信號往往只作為背景信號而被忽略，或者溶解氧在發(fā)光體系中的發(fā)光強度較弱，因此沒有得到研究者們的重視，更沒有進一步探討其應用價值。
　　因此，在本文研究中，我們首先

3、利用簡單綠色的“一鍋煮”合成方法制備不同保護劑包裹的的金納米簇(Au NCs);其次，我們引入二氧化鈦納米粒子(TiO2 NPs)作為催化劑來增強N，N-二丁氨基乙醇與水中溶解氧（DBAE+O2）發(fā)光體系的ECL強度。從而構建了一系列不同類型的發(fā)光傳感器，最終實現了對金屬離子和生物分子的高靈敏度和高選擇性檢測。本文主要包括以下三部分:
　　1.我們以牛血清白蛋白(BSA)作為還原劑和保護劑，在堿性條件下通過一步加熱法得到水溶性較好

4、的、具有雙發(fā)射性能的BSA包裹的鉑金二金屬納米簇(BSA-Pt-AuNCs)。該BSA-Pt-Au NCs在340 nm波長激發(fā)下具有405 nm和640 nm兩個發(fā)射峰，研究結果發(fā)現這兩個峰分別歸屬于BSA-Au/Pt復合物和Au NCs。且由于Hg2+和Au+間的d10-d10金屬鍵結合作用，使得Hg2+可以有效地淬滅該納米簇的熒光強度。同時，由于Hg2+和巰基間強的作用力，半胱氨酸(Cys)的存在會抑制Hg2+對BSA-Pt-Au

5、 NCs的淬滅效應。因此，我們基于BSA-Pt-Au NCs的兩峰強度之比(F405/F640)成功構建了一種高靈敏度以及高選擇性的分析檢測Hg2+和Cys的比率熒光傳感器。
　　2.本文通過合成步驟的設計以及大量的實驗條件優(yōu)化，成功實現了一步合成高熒光強度的Cys包裹的Au NCs(Cys-Au NCs)，且該納米簇在390 nm波長的激發(fā)下發(fā)射波長為525 nm。由于Cys-Au NCs與金納米粒子(Au NPs)之間的熒光共

6、振能量轉移作用，當Au NPs加入到Cys-Au NCs溶液時，熒光被有效地淬滅。然而，由于魚精蛋白（protamine）可以與Au NPs通過靜電吸附作用結合，從而使得熒光恢復，而肝素鈉(heparin)與protamine之間的特異性結合會釋放Au NPs，從而再次淬滅該納米簇的熒光。基于上述原理，我們成功構建了一種檢測protamine和heparin的生物傳感器。
　　3.在以前的研究工作中發(fā)現水中的溶解氧與DBAE體系在