金纳米簇制备及应用研究
聚合物稳定 剂存在:
γ 射线,电子,微波等辐照 高温气化
水溶液中的银离子
无污染、分散性好
稳定性较好的 荧光AgNCs
2、化学法
1、化学还原法:
金属前体
还原剂 聚集
金属原子
2、反向微乳法:
0.05mol/L HAuCl4水溶液和 水相:
0.4 mol/L NaBH4水溶液
缓慢加入
成核生长成 原子团簇
H2O2
Zhang 等[14]HRP为模板原位合成了双功能型的HRPAuNCs,该金纳米团簇既保留了HPR的高催化活性,又 具有金纳米团簇的发光性质。H2O2能够氧化模板HRP和 AuNCs之间的Au-S产生二硫化物,使得AuNCs表面的保 护剂(HRP)不足而导致荧光猝灭。该法检测过氧化氢的 检测限为30nM。
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体外细胞标记成像
Retnakumari 等[77]制备了牛血清白蛋白(BSA)包被 的金纳米团簇,并通过氨基将叶酸(folic acid,FA)与 BSA 连接,特异地标记了口腔癌细胞 (oral cancer KB cells)和乳腺癌细胞( breast adenocarcinoma MCF-7)。 Chen等人用一种近红外荧光染料,亲水性ICG 衍生物 MPA 标记叶酸修饰的金簇用于肿瘤的近红外成像,随后, 他们又用阿霉素轭合叶酸修饰的金簇用于体内靶向的治疗。
应用:
1、荧光检测金属离子 2、细胞成像 3、生物标记
制备方法
1、物理法 2、化学法 3、综合法
1、物理法
1、惰性气体蒸发法:
金属及其化合物 成核生长成 原子团簇
2、光还原法:
胺存在下:
Ag+CH
3COOF3
自由基还原 紫外线或光
成核生长成 原子团簇
良好的光稳定性、pH响应、电致发光
3、辐照法:
Research progress in preparation methods of gold and silver nanoclusters and their applications in biomedical analysis
金银纳米簇制备方法的研究进展及在生物分析中应用
2271581615
Liu 等用胰岛素成功合成了金纳米团簇,合成后胰岛素分子 仍保留其生物活性。他们还发现通过观察C2C12肌细胞对 胰岛素-金纳米簇的摄取效率能够区分分化与未分化的 C2C12肌细胞。
Lin 等在正常及癌细胞的标记方面做了较多的研究。他们将 核定位信号(nuclear-localization signal,SV40 NLS) 修饰的疏基十一烷酸-金纳米簇(NLS-MUA-Au NCs)用 于HeLa 细胞的染色,结果显示NLS-MUA-Au NCs 在细胞 质和核内均呈均匀分布,实现了细胞的核标记和细胞内成 像。
二、细胞标记及成像
AuNCs 具有荧光染料、QDs 等标记物所不具备的优点如 粒径小、无毒、生物相容性好,使其成为一种理想的荧光探 针。
由于红光比蓝光或绿光穿透组织更有效,并且能减少组织 损伤,降低机体的自发荧光干扰等。因此,近红外激发和发射 荧光具有临床应用价值。转换纳米粒子(UCNP)可以通过一 个非线性光学过程将较低能量的近红外辐射转化为较高能量的 可见光。
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金属纳米簇(MNCs)
成分:
几个到几十个金属原子构成的相对稳定的纳米结构,其尺寸一般为几 个纳米.
可调控荧光:
当金属颗粒尺寸与电子的费米波长相当时,因为量子尺寸效应,使 能级变得不连续,就可受激发生电子跃迁而产生较强荧光。因此与 传统的有机荧光染料和量子点相比,MNCs 不仅具有尺寸依赖且可调 的荧光
葡萄糖
Qiao[43]等人设计了卵清蛋白(OVA)稳定的金簇比率荧 光探针,以茜素红硼酸为相应信号特异性识别葡萄糖并可 猝灭567 nm处的荧光信号,保留610 nm的荧光信号,以 监测大鼠脑缺血时脑中葡萄糖浓度水平。
其他
报道应用于胆固醇、尿素、氨基酸及其衍生物(如半胱氨 酸、谷胱甘肽等)、多巴胺、三磷酸腺苷、维他命B12、 微生物、蛋白质 、克仑特罗、三聚氰胺、戊二醛、溶菌酶、 环丙沙星、槲皮素等。
可调控荧光: 当金属颗粒尺寸与电子的费米波长相当时,因为量子 尺寸效应,使能级变得不连续,就可受激发生电子跃迁 而产生较强荧光。因此与传统的有机荧光染料和量子点 相比,MNCs 不仅具有尺寸依赖且可调的荧光
优托克位移较大
3.高量子效率
4.合成方法简便 5.生物相容性好
表面钝化剂 和偶联剂:
1,6-二巯 基己烷
强荧光的双 硫醇-AuNCs
3、模板合成法 4、单分子层保护法 5、配体蚀刻法
3、综合法
1、超声波化学合成法
超声辐照,牛血清白蛋白作为还原剂和保护剂,简便快速地合成了 强荧光的AuNCs
2、微波溶剂热合成法
研究热点
1、完善优化合成条件 2、增加合成的纳米簇种 3、提高纳米簇的各项性能 4、增强抗干扰检测能力,适应复杂环境 5、以及降低成本以适合大规模工业生产
Trend in the ligands used for NMQCs synthesis
Applications in biomedical analysis
一、生物活性小分子检测 1、H2O2 2、葡萄糖 3、胆固醇、尿素、氨基酸及其衍生物、多巴胺等 二、细胞标记及成像 1、体外细胞标记成像 2、活体成像
活体成像
He 和 Wang 等首次将金纳米团簇注入到小鼠体内,成功实 现了活体内的肿瘤荧光成像。该小组以 BSA-Au NCs 为标记材 料,通过背部皮下组织和肌肉分别注入患有肿瘤的 BALB/c 雌 性裸鼠体内.
Sun等将铁蛋白制备的金纳米团簇通过侧尾静脉注射方式注 入到小鼠体内进行活体成像。他们发现 30 分钟后,注入金纳 米团簇的小鼠的脊椎两侧出现一个肾形荧光区域,并可保持至 少7小时可见。 Huang等发现2 nm的硫普罗宁保护的金纳米团簇通过单次 静脉注射后,其高度积累于肿瘤组织中。此外,硫普罗宁保护 的金纳米团簇广泛分布于肿瘤细胞的细胞质与细胞核中,而直 径为15 nm的金纳米粒子则仅仅只存在于细胞质中。