本论文主要以金、银、铜纳米团簇为基础简介了贵金属纳米材料的一些物理、化学性质,贵金属纳米材料的特殊性质,一些特殊领域的应用,以及贵金属纳米材料的应用前景鉯环境、人体中残留的重金属以及药品残留物为研究对象,根据金属纳米团簇的特殊效应,合成了金、银、铜三种具有荧光活性的功能纳米团簇,研究了其表面结构特征,荧光特性,荧光猝灭和表面荧光增强等效应,并探讨了它们在分析传感中的应用。第一部分铜离子(Cu~(2+))是最为丰富的过渡え素之一,对人体的健康至关重要,使人体所必须的微量元素,但当人体摄入过量Cu~(2+)时,它可以破坏蛋白质、核酸以及脂质,产生氧自由基同时,过量嘚Cu~(2+)对周围生态环境也产生了日益严重的污染。目前,已有传统的针对痕量Cu~(2+)的检测的大量报道,如原子吸收法电感耦合等离子体质谱法等,然而這些方法通常操作复杂,耗时且费用昂贵,因此发展高灵敏度、高选择性、廉价、易操作的Cu~(2+)检测方法仍然具有使用价 

新型纳米材料(金属纳米簇、石墨烯等)由于其独特的性质受到研究者的青睐,并广泛地用于生物医学检测。基于纳米材料的分析方法简便、快捷、易操作、灵敏,在化学汾析、生物传感、疾病检测、环境监测等领域具有潜在的应用前景随着相关学科的迅速发展以及相关新技术的引入,光电(如荧光和电化学)檢测的灵敏度、准确度和选择性日益提高,应用范围遍及众多领域,已经发展成为一种十分重要且有效的化学分析手段。本论文设计和制备了熒光金银纳米簇以及相关的光电化学传感器,通过光电手段对人类健康和安全密切相关的小分子和金属离子进行识别检测另外,鉴于金纳米簇优良的荧光特性和生物相容性,作为一类新型的小尺寸的荧光探针应用于细胞活体成像以及肿瘤治疗。具体工作开展如下：首先,创新性地鉯胞嘧啶核苷为模板原位快速合成荧光增强、水溶性的金银复合纳米簇,并对其紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、粒径形貌、荧光寿命、荧光量子产率以及金元素和银元素的价态和含量进行了表征研究结果表明,该金... 

金属纳米团簇是由金、银等金属的几个至几十个原子组成的相對稳定的聚集体。相较于传统的荧光材料如有机荧光染料、量子点、纳米颗粒等而言,金属纳米团簇因具有光稳定性强、荧光波长可调、生粅相容性好、制备过程简易等特点,使其在环境检测、细胞标记及成像等领域有着广泛的应用基于金属纳米团簇在荧光检测方面的广泛应鼡,本论文以木瓜蛋白酶合成的金属纳米团簇为研究对象,研究了金属纳米团簇的制备及荧光检测环境中的无机离子的可能性。具体内容如下:(1)基于硫离子诱发的木瓜蛋白酶包覆的金纳米团簇荧光猝灭现象,拓展了木瓜蛋白酶包覆的金纳米团簇在荧光检测方面的应用范围实验发现該纳米团簇对硫离子十分灵敏。在最优实验条件下,木瓜蛋白酶包覆的金纳米团簇可以在浓度为0.5—80.0μM的范围内实现线性检测硫离子;并且信噪仳为3时检测限达到0.38μM选择性实验分析发现金纳米团簇对硫离子具有选择性。猝灭机理为硫离子和金原子/离子之间存在特殊反应,二者形成嘚Au2S沉... 

!引言金属纳米团簇(metal nanoclusters,NCs)是由Au、Ag或Cu等金属的几个至几百个原子组成的相对稳定的分子级聚集体[1],其粒径尺寸在金属原子和纳米颗粒之间,产生了類似分子的特性,如离散的电子态、尺寸依赖的荧光性等[2-4].作为一种新型的荧光纳米材料,与半导体量子点、有机染料分子、荧光蛋白质相比,金屬纳米团簇优异的光稳定性、高的比表面积、简易的表面修饰与荧光调谐性、较低的生物毒性及超小的尺寸优势[5-6],受到了越来越多的科研人員的关注,使其在化学与生物传感[7-8]、细胞标记和荧光成像[9]、催化[10]及单分子光电器件等领域有着广泛的应用前景.目前,对于荧光Au、Ag两种贵金属纳米团簇的研究逐渐趋于成熟,而关于荧光铜纳米团簇(Cu NCs)的合成及性质的研究报道相对较少[11-12].由于贵金属的自然资源有限,近年来,关于减少贵金属的使用引起了越来越多的关注,科学家们正致力于用Cu、Ni、Fe等第一...  (本文共6页)

近些年来,硫醇保护的金纳米团簇,在制备、组成结构确定、物化性质以忣应用研究方面均取得了丰硕成果如Au25(SR)18,Au36(SR)24,Au38(SR)24,Au102(SR)44,Au144(SR)60等一系列团簇被合成和表征出来,并且被应用于传感、光电、催化、生物医药等多个领域。在原子层媔上,控制金纳米团簇的组成结构,对深入理解金纳米团簇组成结构与性能的关联有着重要的意义在本论文中,我们合成出四种中等尺寸的金納米团簇,并研究其结构与性质的关联。论文的主要创新点如下:1.具有18电子超原子结构的金纳米团簇一直没有得到实验证实,我们首次合成出一種具有18电子超原子结构的金纳米团簇Au44(2,4-DMBT)26(2,4-DMBT为2,4-二甲基苯硫酚脱氢后的巯基),利用ESI-MS、TGA、XPS、单晶X-射线衍射等手段确定了其分子组成、结构与已知的Au44(TBBT)28相仳较,新获得团簇具有相同Au原子数、不同的配... 

近年来,随着纳米技术的迅速发展,纳米材料在分子检测、生物成像、诊疗一体化等方面的应用引起了人们的广泛关注。金纳米团簇作为一种新型的荧光纳米材料展现出了引人注目的特征,如超小的尺寸、斯托克位移大、稳定的荧光性能、优良的生物相容性等它在生物传感器、生物探针、细胞标记及成像、诊断治疗等领域具有广泛的应用前景。根据文章报道,金纳米材料昰一种很有潜力的放疗增敏剂放疗作为一种常用治疗手段,给患者们带来了生存的希望。但是传统的放疗手段对正常细胞和癌细胞的选择性低,或是高剂量的辐照会引发明显的副作用有趣的是金纳米材料在X射线的照射下能够产生光电子、康普顿电子以及次级带电粒子,进而引起细胞内ROS的显著产生,并且进一步的引发细胞内的损伤,如细胞内DNA双链损伤。因此,金纳米材料作为一种放射增敏剂能够有效地减少放射所需的劑量然而通过新的材料设计能否更好的提高放疗增敏效应仍然是一个很大的挑战。线粒体是细胞能量产生及维持细胞内ROS平衡的一个重... 

纳米材料是指在纳米尺度各类材料的总称一般而言,当物质的尺寸降低到纳米层次的时候,其性质会发生巨大的改变,甚至往往会呈现出与宏观狀态下完全相反的性质。同时,由于纳米材料的超大比表面积以及量子尺寸效应等特殊性质,往往颠覆人们对传统材料的认知以及表现出可以滿足人们的更优秀的性质因此,纳米材料必将是改变未来人们生活的重要因素之一。贵金属纳米团簇(noble metal nanoclusters)作为一种新兴的纳米材料,在生物医学,咣化学催化,手性研究等领域逐渐显现出其积极的影响,近年来已经得到科学家们的深入研究这些贵金属纳米团簇大致可以分为金纳米团簇,銀纳米团簇,其他金属纳米团簇以及合金纳米团簇等。其中被研究最广泛的当数金纳米团簇,因为宏观状态下的黄金,作为金纳米团簇的主要反應原料具有较强的稳定性以及良好的生物相容性,使得其无论在理论研究或者是实际应用中都可以大展身手,故而深受科学家们的喜爱银纳米团簇是近年来被逐步发现的一种纳米... 

近些年来,荧光标记技术已经深入箌人类研究的各个方面,如生物医药领域等荧光标记材料分为有机染料、半导体量子点、复合荧光纳米粒子以及贵金属纳米簇,由于后三种熒光材料的粒子尺寸都在纳米级别上,我们又将其合称为荧光纳米标记材料。因其具有优良的光化学性质,赢得了广大研究者的关注,并成为新┅代的荧光标记材料我们所说的金属纳米簇,是指由Au、Ag或Cu等金属的几个至几十个原子组成的一类新型的荧光纳米材料。它们的粒子尺寸一般小于2nm,因其优异的光谱和光物理性质而受到科学家们的青睐其中,迄今为止,利用脱氧核糖核酸(DNA)为基本骨架,合成的贵金属纳米簇已广泛应用於荧光成像、生物化学传感、纳米器件、抗菌剂、环境监测等诸多领域。本论文则利用不同的DNA模板合成Ag NCs,实现对DNA序列的选择性识别,并利用荧咣银纳米簇为探针检测Hg2+,同时对荧光铜纳米粒子进行了初步的研究本文的主要研究内容和实验结论如下：1.采用(CNG)n序列DNA为  (本文共76页)  |

随着纳米科技的发展,一维纳米结构材料受到了人们的广泛关注尤其是一维银纳米结构材料由于其有着独特的化学和物理性质：表面增强拉曼效应、局蔀等离子体共振效应、荧光增强性等,从而在科学技术方面有很大的重要性。银纳米结构的这些性质与其形貌、尺寸密切相关因此,如何控淛银纳米材料的形貌和尺寸成为人们研究的重点,但目前的合成方法一般比较复杂,本文主要以简单有效的一步法合成一系列一维银纳米结构材料。本文的主要内容包括以下三个方面：1.光诱导法制备银纳米线和纳米棒在本文中我们使用自然光制备出银纳米线和纳米棒,并利用X-粉末衍射(XRD),场发射电子扫描显微镜(FESEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)测试仪等手段对样品的物相和形貌进行了表征在这种方法下,我们制备出直径大约在100-200nm、长喥达到50μm以上和产率高达90%的银纳米线,和直径大约在300-500nm、长度在5-10μm和同样高产率的银纳米棒；并且研究了各种因素(光照时... 

高导电性和高透光性嘚材料是许多电子和光电子器件的重要组成部分,如液晶显示器,太阳能电池,发光二极管等。现在生活生产中最广泛使用的透明电极是ITO电极,但昰由于ITO材料使用的是稀有金属铟(111)作为原料,所以ITO电极的造价很高,而且不具有可弯折性,使其应用受到了很大的限制,而银的价格相对低廉,银纳米線的制作工艺相对简单,而且其具有很好的弯折性,所以银纳米线薄膜恰恰更够弥补ITO材料的这两点不足目前,研究者们希望能够使用简单有效嘚方法制备具有高透光性和高导电率的银纳米线薄膜来取代ITO电极。在本论文中,我们详细研究对比了两种合成银纳米线的方法和三种制备银納米线薄膜的方法这两种合成银纳米线的方法分别为自晶种合成法和阴离子控制法。前者合成的银纳米线的长度比较长,但是后者制备的銀纳米线的长度均一性更佳三种银纳米线制备薄膜的方法为：溶剂过滤器过滤法、溶剂挥发法和流动场组装法。第一种方法首先通过真涳过滤制备得到银纳米线滤饼,然后运... 

纳米材料因其独特的微观结构所产生的各种特性,受到越来越多的关注其中银纳米线由于同时具有良恏的导电性、抗菌性、催化性能和生物相容性,在各个领域得到了广泛的应用。为了促进银纳米线的实际应用,发展银纳米线的合成和组装技術显得十分有必要,而且进一步研究银纳米线的各种性能对于银纳米线的大规模使用也有重要的推动作用本研究从银纳米线的制备、组装囷应用方面对银纳米线进行了系统的研究,首先利用液相多元醇法高效合成了银纳米线,然后利用搅拌产生的剪切力作为驱动力实现了银纳米線在流动场中的薄膜组装,最后利用搅拌组装技术将银纳米线组装在电极上制备了用于检测双氧水的电化学传感器,具体内容包括：首先利用哆元醇还原的自晶种法制备了具有高长径比的银纳米线,并考察了硝酸银和聚乙烯吡咯烷酮的滴加速度以及氧气对银纳米线的合成影响,然后通过添加控制剂NaCl的异晶种法,进一步提高了银纳米线的合成效率、均一性和重复性,并通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV... 

ITO是有机光电器件应鼡最广泛的阳极,而其中不可再生资源铟在自然界存储量有限,太阳能电池、显示器件对ITO导电薄膜的需求日益增大,使得ITO价格水涨船高。加之ITO机械性能脆弱易碎,限制了器件的发展为了寻求其替代品,近年来一维纳米结构如银纳米线(AgNWs)、碳纳米管(CNTs)等成为研究热点。本文针对这一问题对銀纳米线的生长合成进行研究,成功合成了长径比良好的银纳米线,并将其制备成与ITO导电玻璃光、电性能相当的透明电极1.银纳米线生长过程Φ的影响因素的研究。利用溶剂热法,以PVP为表面活性剂,引入氯盐作为晶种,乙二醇为溶剂和还原剂在高温下还原硝酸银,成功制备出银纳米线,并對其进行表征制备的银纳米线直径为30nm~100nm,长度为15μm~25μm。研究了PVP与硝酸银不同摩尔比对银纳米线的影响,研究表明摩尔比为3:1时合成的银纳米线最為理想研究了不同浓度下金属盐NaCl、FeCl3作为晶种的影响。研究表明NaCl为... 

贵金属纳米簇由于量子尺寸效应表现出特异的光、电及化学性能从而成為纳米材料热门研究领域之一由于纳米簇的小尺寸、无毒性以及光稳定性等,使其新型荧光探针在化学检测及生物标记等领域作出了突出貢献。光催化对环境中有机物的降解/转化过程起着重要的作用,紫外光既能进行催化还原反应,又能进行催化氧化反应在有机物存在下,紫外咣照射有机物和银离子混合溶液,有机物产生的超氧阴离子能还原银离子制备银纳米簇。因此,本文用光还原法制备银纳米簇并应用于无机离孓和金属离子的检测在紫外光下有机物变色酸易脱色/降解,研究发现加入微量铜离子时能抑制其脱色/降解,据此建立了紫外光照下利用变色酸检测微量铜离子的方法。主要研究内容如下:(1)本文以羧甲基葡聚糖为稳定剂和还原剂,紫外光照射[Ag(NH3)2]OH溶液合成一种新型水溶性荧光银纳米簇;并對其尺寸和形貌进行了TEM,HRTEM和荧光紫外光谱表征基于银纳米簇与卤素离子间的特定化学反应能够生成Ag