检索历史 清除

摘要近几十年来，合成方法和分析测试技术的不断发展促进了纳米材料，特别是亚纳米尺寸（1-2纳米）的金属团簇的原子结构和理化性质的精准表征，并促使其在催化和生物传感、光电器件等领域表现出广阔的应用前景。金属团簇多呈现核-壳结构模型，即金属核由表面的硫醇、膦、炔等有机配体保护，配体结构及其与金属的成键方式往往显著影响团簇的理化性质。鉴于表面配体对团簇形貌和性质的关键调节作用，研究人员发展了一系列团簇配体壳层修饰方法，但仍然面临着单次修饰仅能在稳定性、溶解性、发光强度等特定方面对团簇进行改性，复杂修饰往往需要繁琐的合成流程等困难。针对这些问题，本论文基于原子结构精确的[Au23（CHT）16]-,运用两相配体交换法，实现团簇由油溶性向两亲性的转化，进而实现了在生物识别中的应用。论文主要内容包括:<br>　　本文第一章围绕功能纳米团簇总结了目前金属团簇功能化的方式，主要分为合成前功能化和合成中功能化。在介绍功能化团簇常使用的一些功能化配体（硫醇配体、寡核苷酸、蛋白质和肽以及树枝状聚合物等）的同时重点介绍这些功能化纳米团簇材料在生物医学方面的应用，最后讨论了功能化团簇在生物体内的毒性和分布情况并对功能性团簇的未来发展进行展望。<br>　　本文第二章通过两相配体交换策略，使用油溶性的[Au23（CHT）16]-与水溶性配体HCapt（HCHT和HCapt表示环己硫醇和卡托普利）进行反应，合成HCapt与HCHT混合配体保护的Au23团簇（[Au23（CHT）x（Capt）16-x]-）。通过接触角、圆二色谱、紫外可见光谱等测试证实[Au23（CHT）x（Capt）16-x]-团簇相对其反应前体在亲水性、手性、热稳定性和圆偏振发光等性能上均有所改进。据此，测试了[Au23（CHT）x（Capt）16-x]-与 19种天然氨基酸的相互作用，发现团簇对碱性氨基酸精氨酸（Arg）、赖氨酸（Lys）和组氨酸（His）具有特异性识别，机理研究表明这一现象是由团簇表面羧基团和氨基酸表面二胺基团之间的多重非共价相互作用引起。<br>　　本文第三章以[Au23（CHT）x（Capt）16-x]-团簇作为手性胺类药物识别试剂，进一步开发手性Au23团簇与手性药物分子之间存在强共价相互作用从而识别的潜力。具体来说，选取的胺类药物有硫酸卡那霉素、头孢氨苄、奥司他韦、普瑞巴林、阿米卡星、二氰二胺、链霉素、伐昔洛韦，通过反应前后水相的颜色变化结合紫外光谱分析发现手性Au23团簇对硫酸卡那霉素具有一定的结合亲和力。该识别反应测试简单、便捷、有选择性、用肉眼可快速判断。测试结果证明团簇基材料在手性胺药物识别中具有潜能。