貴金屬簇?zé)晒鈧鞲衅骱驮鰪?qiáng)型電致化學(xué)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(xué)性能、不尋常的物理化學(xué)性質(zhì)以及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于分析傳感檢測(cè)中。但是目前對(duì)于貴金屬納米簇的合成以及應(yīng)用仍然存在著一些缺陷和不足，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1)合成過(guò)程繁瑣、耗時(shí);(2)傳統(tǒng)的熒光分析檢測(cè)技術(shù)存在著一些缺陷，比如輸出信號(hào)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(dǎo)致檢測(cè)靈敏度降低。
　　電致化學(xué)發(fā)光(ECL)，是電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光相結(jié)合的

2、產(chǎn)物。它具有簡(jiǎn)單快捷、檢測(cè)靈敏度高、檢測(cè)范圍寬、可控性好、易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化和集成化、可進(jìn)行原位檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，從而引起科研工作者極大的研究興趣。在過(guò)去的幾十年里，涌現(xiàn)出很多ECL體系，如三聯(lián)吡啶釕-三丙胺，魯米諾-過(guò)氧化氫以及量子點(diǎn)，過(guò)硫酸鹽等。然而，溶解氧在上述發(fā)光體系中的ECL信號(hào)往往只作為背景信號(hào)而被忽略，或者溶解氧在發(fā)光體系中的發(fā)光強(qiáng)度較弱，因此沒(méi)有得到研究者們的重視，更沒(méi)有進(jìn)一步探討其應(yīng)用價(jià)值。
　　因此，在本文研究中，我們首先

3、利用簡(jiǎn)單綠色的“一鍋煮”合成方法制備不同保護(hù)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(lái)增強(qiáng)N，N-二丁氨基乙醇與水中溶解氧（DBAE+O2）發(fā)光體系的ECL強(qiáng)度。從而構(gòu)建了一系列不同類型的發(fā)光傳感器，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬離子和生物分子的高靈敏度和高選擇性檢測(cè)。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(hù)劑，在堿性條件下通過(guò)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(zhǎng)激發(fā)下具有405 nm和640 nm兩個(gè)發(fā)射峰，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)峰分別歸屬于BSA-Au/Pt復(fù)合物和Au NCs。且由于Hg2+和Au+間的d10-d10金屬鍵結(jié)合作用，使得Hg2+可以有效地淬滅該納米簇的熒光強(qiáng)度。同時(shí)，由于Hg2+和巰基間強(qiáng)的作用力，半胱氨酸(Cys)的存在會(huì)抑制Hg2+對(duì)BSA-Pt-Au

5、 NCs的淬滅效應(yīng)。因此，我們基于BSA-Pt-Au NCs的兩峰強(qiáng)度之比(F405/F640)成功構(gòu)建了一種高靈敏度以及高選擇性的分析檢測(cè)Hg2+和Cys的比率熒光傳感器。
　　2.本文通過(guò)合成步驟的設(shè)計(jì)以及大量的實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化，成功實(shí)現(xiàn)了一步合成高熒光強(qiáng)度的Cys包裹的Au NCs(Cys-Au NCs)，且該納米簇在390 nm波長(zhǎng)的激發(fā)下發(fā)射波長(zhǎng)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(zhuǎn)移作用，當(dāng)Au NPs加入到Cys-Au NCs溶液時(shí)，熒光被有效地淬滅。然而，由于魚精蛋白（protamine）可以與Au NPs通過(guò)靜電吸附作用結(jié)合，從而使得熒光恢復(fù)，而肝素鈉(heparin)與protamine之間的特異性結(jié)合會(huì)釋放Au NPs，從而再次淬滅該納米簇的熒光?；谏鲜鲈恚覀兂晒?gòu)建了一種檢測(cè)protamine和heparin的生物傳感器。
　　3.在以前的研究工作中發(fā)現(xiàn)水中的溶解氧與DBAE體系在