金納米簇 重金屬離子 環(huán)境污染 熒光檢測

緒論研究背景現(xiàn)如今，隨著社會生產(chǎn)的工業(yè)化，大量的重金屬污染排向了環(huán)境中，導(dǎo)致了非常嚴(yán)重的環(huán)境污染。在眾多的重金屬離子中，銅離子是一種毒性很強(qiáng)的環(huán)境污染物，因其對環(huán)境和人類安康的無益或者有害的影響非常的大，從而吸引了人們的普遍關(guān)注。銅元素是植物，動物和人體都必需的微量元素。微量的銅是動物和植物良好生長的保證。但是，如果銅的含量超過一定的限度時，就會危害植物和動物，引起植物和動物的生理障礙和物理障礙，發(fā)育停滯和動植物甚至死亡的現(xiàn)象。銅離子由于其毒性和生物富集性，可以引起細(xì)胞的平衡發(fā)生紊亂，引起（Wilson）威爾遜病和（Menkes）門克斯病等嚴(yán)重的疾病。因而，銅離子的測定對人體健康有著非比尋常的意義[[]MichaletX,PinaudFF,BentolilaLA,etal.Quantumdotsforlivecells,invivoimaging,anddiagnostics.[J].Science,2005,307(5709):538-544.]。[]MichaletX,PinaudFF,BentolilaLA,etal.Quantumdotsforlivecells,invivoimaging,anddiagnostics.[J].Science,2005,307(5709):538-544.目前重金屬離子的檢測的方法都存在著設(shè)備儀器較大，制備樣品復(fù)雜，檢測過程繁瑣，檢測時間長等等諸多的問題。但是，新的希望已經(jīng)出現(xiàn)了，由于納米技術(shù)的不斷進(jìn)步，納米材料被應(yīng)用于檢測的技術(shù)慢慢地被鉆研出來了，出現(xiàn)了熒光、比色、電化學(xué)等等簡單的便捷的檢測的方法，慢慢的取代了以往的老舊的檢測的方法。這些新興的方法中的熒光分析法，因其所用的設(shè)備簡單經(jīng)濟(jì)、檢測的操作簡單容易，分析的靈敏度也很高、而且有很強(qiáng)的選擇性等等特點而備受關(guān)注。金屬納米團(tuán)簇（NCs）是一種發(fā)光的材料，因為其具備了超微距的尺寸、良好的光物理個性，和良好的生物相容性，被認(rèn)為是催化、生物傳感和生物成像等等的領(lǐng)域的未來的發(fā)展的方向。因為其具備了離散的尺寸和可調(diào)諧的電子躍遷，金屬納米團(tuán)簇在金屬原子和大尺寸納米晶體之間有一個明顯的缺失的環(huán)節(jié)，并表現(xiàn)出強(qiáng)烈的熒光特性。它的熒光特性和量子點的非常的相似，金屬納米團(tuán)簇顯示出可調(diào)諧的熒光和發(fā)光量子的產(chǎn)額。與此同時，金屬納米簇與量子點和半導(dǎo)體納米晶相比，具備了更好的光穩(wěn)定性，并且它的毒性更低甚至可以達(dá)到無毒。到目前為止，已經(jīng)成功的實現(xiàn)了的具有準(zhǔn)確的原子數(shù)的貴金屬納米團(tuán)簇的合成。金納米團(tuán)簇由于其易于制備，而且毒性很低，光物理性能特別的優(yōu)異的性能，突出的化學(xué)穩(wěn)定性能，以及在合成和表征方面取得的重大的進(jìn)展，引起了科研人員們的極大的研究的興趣。熒光金屬納米簇的合成的辦法簡略而且多樣、熒光的強(qiáng)度很高、良好的穩(wěn)定性和生物相容性，使其可以在生物成像、環(huán)境檢測、疾病檢查、離子測定等等很多的方面都有著很高的潛在的研討價值和寬廣的研究前景。目前，已經(jīng)有很多種的熒光金屬納米簇被鉆研出來，如金納米簇（AuNCs)、銀納米簇（AgNCs）、鉑納米簇（PtNCs）、銅納米簇（CuNCs）等等。其中金納米簇因為它相比于其他的金屬納米簇?fù)碛懈鼜?qiáng)的穩(wěn)定性，最早的引起了科研人員們的研討趣味。銀納米簇因為它的合成的元素銀，銀的價格較為經(jīng)濟(jì)實惠，并且，銀有優(yōu)秀的很高的高導(dǎo)電性和熒光性使其能夠應(yīng)用在更多的領(lǐng)域內(nèi)。金納米材料有很多種，我們能夠依據(jù)它們的尺寸的大小大體的分成兩種，分別是金納米粒子和金納米簇兩類。金納米粒子的粒徑較大，一般的都大于3nm，而金納米簇的粒徑就很小，一般的都小于2nm。其中粒徑較小的金納米簇的性能更加優(yōu)異，它有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，并且其物理化學(xué)性質(zhì)也很獨特。然而，人們還無法深入研究金納米簇的性質(zhì)，因為人們還無法精確控制合成金納米簇[[][]BakerSN,BakerGA.Luminescentcarbonnanodots:emergentnanolights.[J].AngewandteChemie,2010,49(38):6726-6744.金屬納米團(tuán)簇的發(fā)光的性能良好，由于它的超小的粒徑、納米級的尺寸、良好的光物理特性，和良好的生物相容性，被認(rèn)為是催化、生物傳感和生物成像等領(lǐng)域的發(fā)展方向。由于它具有離散的電子躍遷和尺寸可調(diào)的電子躍遷，金屬納米團(tuán)簇在金屬原子和大尺寸的納米晶之間有一個缺失的環(huán)節(jié)，并會表現(xiàn)出強(qiáng)烈的熒光。類似于量子點，金屬納米團(tuán)簇顯示出可調(diào)諧的熒光和發(fā)光量子的產(chǎn)額。而且，金屬納米簇與量子點和半導(dǎo)體納米晶相比，有著更好的光穩(wěn)定的性能和較低的毒性。盡管金納米材料的技術(shù)在不斷的進(jìn)步，但仍然有許多的問題還沒有完全的解決。雖然人們已經(jīng)掌握了很多種的金納米簇的制備的方法，但是它的合成的機(jī)理還沒有完全的詳細(xì)的闡釋，其中還存在著很多的問題；金納米簇雖然有很多的合成的方法，但其合成的路徑還有很大的進(jìn)步的空間等待著人們?nèi)グl(fā)掘；雖然金納米簇已被成功的應(yīng)用于很多的方面，但這仍然只是粗略的淺顯的應(yīng)用，金納米簇有著更加的廣泛的應(yīng)用空間和更加的精妙的應(yīng)用方法等待人們?nèi)ラ_創(chuàng)；如今的應(yīng)用的貴金屬納米的材料也是有限的，人們應(yīng)該更加的努力的去研究新型的納米材料，以滿足應(yīng)用的需求和進(jìn)步的需要。未來，這個世界一定會充滿了納米材料的，納米的技術(shù)將會應(yīng)用到各種的領(lǐng)域，將會對社會產(chǎn)生重大的影響，甚至可能從根本上解決現(xiàn)如今的解決不了的問題，例如環(huán)境污染的問題、能源使用的問題以及身體健康等等的問題。如今，我們所掌握的使用的納米的技術(shù)不過是冰山一角，還有大量的技術(shù)方法需要科研人員去開發(fā)創(chuàng)新。金納米材料擁有不凡的物理的性質(zhì)和化學(xué)的性質(zhì)，但這些性質(zhì)并沒有被完全的充分的開發(fā)利用。因此，我們要想辦法將金納米材料的顆粒的制備和它的性質(zhì)建立起聯(lián)系，將它的性質(zhì)和它的應(yīng)用建立起聯(lián)系，從而制備出我們所需要的納米材料，來拓寬納米材料的應(yīng)用范圍，來改變世界，來造福人類。谷胱甘肽（GSH）是一種三肽，其中含有巰基，具有很強(qiáng)的整合解讀的作用[[]FeiP,YuanyuanS,YilingZ,etal.Siliconnanomaterialsplatformforbioimaging,biosensing,andcancertherapy.[J].Acc.chem.res,2014,47(2):612-623.]。它的整合解讀的作用的能力主要是巰基起的作用，因為巰基特別的容易與毒素（例如自由基、汞、銅等重金屬）相結(jié)合，從而解除毒素的作用。由于金納米簇獨特的和優(yōu)良的特性，金納米簇已經(jīng)成為構(gòu)建熒光感測平臺的新的星，并普遍的應(yīng)用于檢測物質(zhì)，細(xì)胞成像及生物標(biāo)識表[]FeiP,YuanyuanS,YilingZ,etal.Siliconnanomaterialsplatformforbioimaging,biosensing,andcancertherapy.[J].Acc.chem.res,2014,47(2):612-623.熒光金納米簇1.2.1熒光熒光，是一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象[[]ZhangL,WangE.Metalnanoclusters:Newfluorescentprobesforsensorsandbioimaging[J].NanoToday,2014,9(1):132-157.][]ZhangL,WangE.Metalnanoclusters:Newfluorescentprobesforsensorsandbioimaging[J].NanoToday,2014,9(1):132-157.熒光的原理為，簡單的來說就是當(dāng)某些原子，再受到了某種輻射的光的照射后，原子核的周圍的一些電子能夠吸收光的輻射能，這些電子由于吸收了光能從而獲得了更高的能量，電子擁有了更高的能量后，會無法繼續(xù)穩(wěn)定的在原來的軌道上，便會過渡到相應(yīng)的具有較高的能量的軌道，也就是從基態(tài)過渡到激發(fā)態(tài)。然而被激法的電子是不穩(wěn)定的，它們無法保持住激發(fā)的狀態(tài)，所以它們將重新返回到基態(tài)，電子由激發(fā)態(tài)恢復(fù)回基態(tài)，也就是電子從高能量軌道回到低能量軌道的過程，會釋放能量，釋放的能量會以光的形式發(fā)出，也就產(chǎn)生了熒光。熒光的應(yīng)用有很多，例如熒光的燈、熒光的筆、熒光可以用于寶石和礦物的鑒定等等的方面。熒光最重要的應(yīng)用就是它的在生化的方面和醫(yī)療方面的應(yīng)用。人們已經(jīng)可以利用熒光標(biāo)記DNA合成的鏈中止劑，進(jìn)而推測得出DNA的測序圖，探究遺傳的奧秘；對抗體的熒光標(biāo)記，以確定抗原的位置和性質(zhì)，進(jìn)行疾病的分析和治療；對樣本的細(xì)胞進(jìn)行的標(biāo)記，分析細(xì)胞的特性和功能；熒光作為生物探針，已經(jīng)成為研究生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的重要工具。1.2.2納米材料納米材料是在三維空間中至少有一維處于納米尺寸或由它們作為基本單元組成的材料[[][]K.Yamada,Y.Nomura,D.Citterio,N.Iwasawa,K.Suzuki,J.Am.Chem.Soc.2005,127,6956-6957.體積效應(yīng)是納米顆粒的尺寸很小，電子傳導(dǎo)物質(zhì)波會是非常小的，當(dāng)電子傳導(dǎo)物質(zhì)波小到某個限度，納米顆粒的周期邊界條件會被破壞，將導(dǎo)致納米材料的性質(zhì)變得與常規(guī)顆粒有很大的差異[[][]B.Fong,K.Sai,S.Tam,JournalofAnalyticalToxicology,2007,31,281-287.表面效應(yīng)也是因為納米材料的超小的粒徑而擁有的。當(dāng)納米材料的粒徑變小，其表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比會變大，表面能，表面積都會增大，表面原子出現(xiàn)懸空鍵，無法達(dá)到飽和，易與其他原子結(jié)合，因此有很強(qiáng)的催化活性[[][]L.Santos-Figueroa,M.Moragues,E.Climent,A.Agostini,R.Martinez-Manez,F.Sancenon,Chem.Soc.Rev.,2013,42,3489-3613.量子尺寸效應(yīng)，是指當(dāng)納米材料的粒徑很小時，在小到一定值后，納米材料的費米能級將逐漸接近的電子能級，此時納米材料會由準(zhǔn)連續(xù)能級更改為為離散的能量水平即分立的能級[[][]K.Ai,Y.Liu,L.Lu,J.Am.Chem.Soc.,2009,131,9496-9497.量子隧穿，即使微觀粒子的總能量大于勢壘的高度越小，微觀粒子仍然可以穿過這個屏障。此微觀粒子具有穿透屏障，被稱為量子力學(xué)的隧道的能力?？茖W(xué)家們在研究發(fā)現(xiàn)，某些宏觀材料也具有這種能力穿透屏障，如微粒的磁化，在量子相干設(shè)備的磁通量，等等，我們稱之為宏觀量子隧道。介電限域效應(yīng)，當(dāng)納米粒子在異質(zhì)介質(zhì)中分散，粒子界面引起體系介電增強(qiáng)的現(xiàn)象[[][]J.Ros-Lis,M.D.Marcos,R.M.Má?ez,K.Rurack,J.Soto,Angew.Chem.Int.Ed.2005,44,4405-4407.這五大效應(yīng)是所有納米微粒的基本的特征，正是因為這些效應(yīng)，使納米材料擁有了其獨特的優(yōu)良的性能，使得它在熔點、磁性、熱阻、光性能以及化學(xué)性質(zhì)等諸多的方面都有著與普通材料相比更大的優(yōu)勢，而且納米材料在物理方面，和化學(xué)方面也都擁有著其獨有的優(yōu)秀的能力。這使得納米材料得到普遍的應(yīng)用，并且具有廣大的應(yīng)用得前景。近年來，越來越多的科研人員們投身到了納米材料的研究，納米材料的作用越來越大，隨著各國越來越多的投入，更多的科研人員的精力的投入，納米技術(shù)研究的基礎(chǔ)理論在不斷完善成熟，新型納米材料的開發(fā)也取得了不斷的進(jìn)步。隨著時間的推移，納米技術(shù)將成為我們生活中或不可缺的一部分，帶來人性化的技術(shù)并提升到新的高度。1.2.3貴金屬納米團(tuán)簇團(tuán)簇，還有一個其他名字，也會被叫做超細(xì)小簇，是納米材料的尺度概念。是由幾個到成百上千個原子、分子或離子經(jīng)由物理或化學(xué)結(jié)合力組成相對穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集體[[][]K.Cartery，A.Young,A.Palmer,Chem.Rev.2014,114,4564-4601.貴金屬納米團(tuán)簇是由幾個到幾十個貴金屬元素，如金、銀或鉑等原子組成核心，有機(jī)單分子或生物分子等作為保護(hù)基團(tuán)組成的核/殼型分子級聚集體。因貴金屬具有化學(xué)惰性，保護(hù)基對生物體的毒副作用低，使其生物相容性良好。而且尺寸屬于納米級，具備了納米材料的所有特性，再加上含有了性質(zhì)穩(wěn)定的貴金屬，也使其具有了一系列金屬的獨特的性質(zhì)，例如光致熒光性、強(qiáng)磁性、催化性能、生物形容性、光穩(wěn)定性、光譜可調(diào)諧性等等，所以已經(jīng)引起了廣大科學(xué)家的極大的研究興趣。本文在這里簡單的介紹一下貴金屬納米團(tuán)簇的一些優(yōu)良的性質(zhì)。光致熒光性，當(dāng)所述納米顆粒的顆粒尺寸減小到一個臨界尺寸的時候，即電子的費米波長（FermiWavelength),大約為0.7nm時，會導(dǎo)致納米材料產(chǎn)生很多分散的能量水平，也就是分立的能級，分散的能量水平使貴金屬納米團(tuán)簇具有了粒徑尺寸依賴的熒光性質(zhì)[[]J.Xie,Y.Zheng,J.Y.Ying,Protein-directedsynthesisofhighlyfluorescentgoldnanoclusters,J.Am.Chem.Soc.131(2009)888–889.[]J.Xie,Y.Zheng,J.Y.Ying,Protein-directedsynthesisofhighlyfluorescentgoldnanoclusters,J.Am.Chem.Soc.131(2009)888–889.強(qiáng)磁性，經(jīng)由巰基保護(hù)的金納米顆粒有非常強(qiáng)的磁性[[]W.Guo,J.Yuan,Q.Dong,E.Wang,Highlysequence-dependentformationoffluorescentsilvernanoclustersinhybridizedDNAduplexesforsinglenucleotidemutationidentification,J.Am.Chem.Soc.132(2009)932–934.]。最主要的原因是金納米顆粒表面的原子與保護(hù)分子的巰基配體是以Au-S鍵的方式非常緊密地結(jié)合，這種鍵位的結(jié)合方式導(dǎo)致金納米顆粒的5d帶上（電子軌道）局部的空洞增加，進(jìn)而增強(qiáng)了局部的磁矩（描述載流線圈或微觀粒子磁性的物理量）[[]W.Guo,J.Yuan,Q.Dong,E.Wang,Highlysequence-dependentformationoffluorescentsilvernanoclustersinhybridizedDNAduplexesforsinglenucleotidemutationidentification,J.Am.Chem.Soc.132(2009)932–934.[]J.Sun,Y.Jin,FluorescentAunanoclusters:recentprogressandsensingapplications,J.Mater.Chem.2(2014)8000–8011.生物相容性，貴金屬納米團(tuán)簇的表面活化劑有助于其合成，生物大分子也可以用來合成金屬納米簇，這些物質(zhì)像硫醇類、羧基類、蛋白質(zhì)和核酸等連接物使貴金屬納米團(tuán)簇形成了生物相容性的表面，也正是因為這些生物相容性良好的連接物,使貴金屬納米團(tuán)簇能夠應(yīng)用在細(xì)胞追蹤和生物成像的領(lǐng)域[[][]J.Zhang,C.Chen,X.Xu,X.Wang,X.Yang,UseoffluorescentgoldnanoclustersfortheconstructionofaNANDlogicgatefornitrite,Chem.Commun.49(2013)2691–2693.催化性能，金納米簇因其獨特的形態(tài)，擁有巨大的比表面積，加上其金屬原子的作用和表面基團(tuán)的作用，使其獲得了非常多的活性中心，所以，金納米簇相比于正常的材料，金納米簇有著更強(qiáng)的催化性能光穩(wěn)定性，貴金屬納米團(tuán)簇有很好的光穩(wěn)定性[[]M.Zhao,L.Sun,R.M.Crooks,PreparationofCunanoclusterswithindendrimertemplates,J.Am.Chem.Soc.120(1998)4877–4878.]，光穩(wěn)定性，貴金屬納米簇具有良好的光穩(wěn)定性，和典型的單納米簇是在647納米（23千瓦/cm[]M.Zhao,L.Sun,R.M.Crooks,PreparationofCunanoclusterswithindendrimertemplates,J.Am.Chem.Soc.120(1998)4877–4878.光譜可調(diào)諧性，貴金屬納米團(tuán)簇由于受到量子尺寸效應(yīng)的影響，其熒光發(fā)射波長隨粒徑大小的變化而改變，可獲得近紅外光區(qū)到可見光范圍內(nèi)的任意波長[[][]L.Balogh,D.A.Tomalia,Poly(amidoamine)dendrimer-templatednanocomposites.1.Synthesisofzerovalentcoppernanoclusters,J.Am.Chem.Soc.120(1998)7355–7356.1.2.4熒光金納米簇金納米粒子在3到100納米，具有和金屬材料一樣的光的波長的尺寸。金納米簇的粒徑更小，大小一般都是小于2納米的，它的半徑和能級的間距之間成反比的關(guān)系，擁有依賴尺寸的電子結(jié)構(gòu)。在AuNCs的合成過程中，是以Au和S之間的相互作用作為基礎(chǔ)的，來達(dá)到合成AuNCs的目的。最早期的時候，是利用小分子的硫醇化合物作為保護(hù)基，還原劑采用的是硼氫化鈉，通過化學(xué)還原的方法，還原金元素的前軀體，來制備金納米簇的。金納米簇的能量轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵是其自由電子的密度和能級的間距，如果電子可以在能級間自由移動，也就可以和光發(fā)生相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致金納米簇產(chǎn)生熒光信號。除此之外，合成金納米簇的保護(hù)劑也會影響到它的光學(xué)的性能和熒光的信號。Luo的課題組在研究的過程中發(fā)現(xiàn)了一種金納米簇?zé)晒馓结?，這種熒光探針可以在腫瘤細(xì)胞中與谷胱甘肽進(jìn)行響應(yīng)[[]X.Jia,J.Li,L.Han,J.Ren,X.Yang,E.Wang,DNA-hostedcoppernanoclustersforfluorescentidentificationofsinglenucleotidepolymorphisms,ACSNano6(2012)3311–3317.]。這種金納米簇的量子產(chǎn)率很高，可以達(dá)到7.6%。在此種金納米簇溶液中加入Cu2+后，銅離子能夠與AuNCs表面的羧基發(fā)生作用，從而破壞其表面的Au-S鍵，也就導(dǎo)致了熒光的淬滅。因為Cu2+和谷胱甘肽（GSH）之間有很強(qiáng)的結(jié)合力，我們在上述的溶液中再加入GSH的話，就可以恢復(fù)其橘紅色的熒光。以此原理作為基礎(chǔ)，就擁有了一種非常靈敏的GSH的檢測方法，并且已經(jīng)能夠成功的用于細(xì)胞成像方面，為金納米簇在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用又開辟了新的領(lǐng)域。同時，我們也可以根據(jù)此原理作為基礎(chǔ)，用谷胱甘肽為原料穩(wěn)定的金納米簇來進(jìn)行對銅離子的測定。金納米簇因其具有尺寸依賴而且可調(diào)諧的熒光特性、斯托克斯位移大、高量子效率，合成方法簡單和良好的生物相容性等特點，受到了越來越多的人們的關(guān)注，經(jīng)過人們的不斷的努力的研發(fā)，金納米簇已被成功的應(yīng)用于環(huán)境、健康、醫(yī)療、生物成像等等諸多的領(lǐng)域中。我相信它具有的強(qiáng)大的“[]X.Jia,J.Li,L.Han,J.Ren,X.Yang,E.Wang,DNA-hostedcoppernanoclustersforfluorescentidentificationofsinglenucleotidepolymorphisms,ACSNano6(2012)3311–3317.熒光金納米簇的應(yīng)用在生理環(huán)境中，熒光金納米簇?fù)碛泻芰己玫姆€(wěn)定性，很低的毒性，和極大的分散性的優(yōu)點可以很好的幫助其靈敏性的提高，并加長其追蹤的時間。熒光金納米簇的粒徑處于納米級別，其超小的粒徑尺寸，有利于其滲透進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，使得其無論是生物體內(nèi)的成像，還是生物體外的成像都變得更加方便金納米簇因其低毒無害、綠色環(huán)保、合成方法方便、檢測方法簡便、檢測的靈敏度高、檢出限低等等特點，在金屬離子檢測的方面擁有很大的應(yīng)用前景。五大效應(yīng)是所有納米微粒的基本的特征，正是因為這些效應(yīng)，使納米材料擁有了其獨特的優(yōu)良的性能，使得它在熔點、磁性、熱阻、光性能以及化學(xué)性質(zhì)等諸多的方面都有著與普通材料相比更大的優(yōu)勢，而且納米材料在物理方面，和化學(xué)方面也都擁有著其獨有的優(yōu)秀的能力。這使得納米材料得到普遍的應(yīng)用，并且具有廣大的應(yīng)用得前景。熒光金納米簇的這些獨特的優(yōu)點，都及大的吸引人們的研究的興趣，也是這些特性，使得金納米簇能夠在環(huán)境安全，生物健康，醫(yī)療健康以及技術(shù)探索等等方面得以廣泛的應(yīng)用。本文在此簡單的介紹一下熒光金納米簇的應(yīng)用。1.3.1物質(zhì)的檢測（1）金屬離子的檢測近年來，隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，在眾多的環(huán)境污染問題中，由于重金屬的穩(wěn)定性，毒性，人們體內(nèi)不可豁免的攝入了或多或少的重金屬的離子，過多的重金屬會損壞人體的健康。重金屬不僅僅危害著環(huán)境，也慢慢侵蝕著人體，破壞著人體的健康。因此，金屬離子的檢測也越發(fā)的重要。隨著科學(xué)家們的不斷的努力，成功的合成了由牛血清蛋白（BSA)包裹的金納米簇（BSA-AuNCs）[[]Z.Qing,X.He,D.He,K.Wang,F.Xu,T.Qing,etal.,Poly(thymine)-templatedselectiveformationoffluorescentcoppernanoparticles,Angew.Chem.Int.Ed.52(2013)9719––9722.]，這種金納米簇可以用于檢驗測定Hg2+的存在。在通過改變合成的方法，反應(yīng)時的溫度、反應(yīng)的時間、PH等等的條件后，改變表面保護(hù)劑的種類，控制金納米簇的尺寸大小等等一些列的試驗后，人們已經(jīng)成功地合成出了各種各樣的金納米簇，并且成功的用于檢驗測定Cu2+、Pb2+、Cr6+、Fe3+等等多種金屬離子。金納米簇用以檢測金屬離子的基本原理為，金屬離子可以破化金納米簇本身原子和其表面基團(tuán)的穩(wěn)定，并且與金納米簇的表面基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，從而導(dǎo)致金納米簇的熒光減弱甚至發(fā)生熒光淬滅的現(xiàn)象，從而能夠進(jìn)行表征測量[[[]Z.Qing,X.He,D.He,K.Wang,F.Xu,T.Qing,etal.,Poly(thymine)-templatedselectiveformationoffluorescentcoppernanoparticles,Angew.Chem.Int.Ed.52(2013)9719––9722.[]H.Kawasaki,Y.Kosaka,Y.Myoujin,T.Narushima,T.Yonezawa,R.Arakawa,Microwave-assistedpolyolsynthesisofcoppernanocrystalswithoutusingadditionalprotectiveagents,Chem.Commun.47(2011)7740–7742.（2）無機(jī)陰離子的檢測無機(jī)陰離子也會對環(huán)境和人體造成危害，所以，相應(yīng)的用來檢測無機(jī)陰離子的熒光金納米簇也就應(yīng)運而生[[][]J.Y.Ma,P.C.Chen,H.T.Chang,Detectionofhydrogensulfidethroughphotoluminescencequenchingofpenicillamine-coppernanoclusteraggregates,Nanotechnology25(2014)195502.有機(jī)小分子的檢測金納米簇表面的基團(tuán)不僅僅起著保護(hù)和穩(wěn)定的作用，同時也會影響著金納米簇的性質(zhì)。科研人員們已經(jīng)合成出了一種銅納米簇，這種納米簇由溶菌酶包裹而成，可以發(fā)出橘紅色的熒光，這種銅納米簇可以和葡萄糖發(fā)生反應(yīng)，可以用于進(jìn)行對葡萄糖的檢測[[]N.Sreekumar,B.Narayana,P.Hegde,B.Manjunatha,B.Sarojini,Determinationofnitritebysimplediazotizationmethod,Microchem.J.74(2003)27–32.]。還有很多類似的金屬納米簇可以檢測多巴胺、過氧化氫、抗壞血酸等小分子的相應(yīng)的納米簇。這些小分子在生物體[]N.Sreekumar,B.Narayana,P.Hegde,B.Manjunatha,B.Sarojini,Determinationofnitritebysimplediazotizationmethod,Microchem.J.74(2003)27–32.其他物質(zhì)的檢測蛋白質(zhì)的檢測：蛋白質(zhì)是一切生物體的基礎(chǔ)，在細(xì)胞效應(yīng)和疾病診斷方面是重要的指標(biāo)之一[[]J.Gabbay,Y.Almog,M.Davidson,A.Donagi,Rapidspectrophotometricmicro-determinationofnitritesinwater,Analyst102(1977)371–376.]。所以，蛋白質(zhì)的檢測有著很重要很重要的作用。多肽的檢測：多肽是DNA的組成基礎(chǔ)，人們能夠通過檢測出的多肽進(jìn)而推測DNA[]J.Gabbay,Y.Almog,M.Davidson,A.Donagi,Rapidspectrophotometricmicro-determinationofnitritesinwater,Analyst102(1977)371–376.1.3.2細(xì)胞成像和標(biāo)記近年來，利用熒光金納米簇來實現(xiàn)生物成像功能的報道大批出現(xiàn)?？蒲腥藛T們對DHLA-AgNCs進(jìn)行了系統(tǒng)的研究[[]D.M.Zurcher,Y.J.Adhia,J.D.Romero,A.J.McNeil,Modifyingaknowngelatorscaffoldfornitritedetection,Chem.Commun.50(2014)7813–7816.]。研究的結(jié)果顯示，AgNCs的性質(zhì)由于人血清白蛋白和DHLA[]D.M.Zurcher,Y.J.Adhia,J.D.Romero,A.J.McNeil,Modifyingaknowngelatorscaffoldfornitritedetection,Chem.Commun.50(2014)7813–7816.1.3.3催化金納米簇因其獨特的形態(tài)，擁有巨大的比表面積，加上其金屬原子的作用和表面基團(tuán)的作用，使其獲得了非常多的活性中心，所以，金納米簇相比于正常的材料，金納米簇有著更強(qiáng)的催化性能[[][]D.M.Manassaram,L.C.Backer,D.M.Moll,Areviewofnitratesindrinkingwater:maternalexposureandadversereproductiveanddevelopmentaloutcomes,Environ.HealthPerspect.114(2006)320–327.1.3.4其它應(yīng)用金納米簇有著優(yōu)良的特性，它的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，有科研人員成功的將其應(yīng)用于質(zhì)譜檢測中[[][]P.I.Reed,K.Haines,P.L.R.Smith,F.R.House,C.L.Walters,Gastric-juicen-nitrosaminesinhealthandgastroduodenaldisease,Lancet2(1981)550–552.1.4貴金屬納米簇的制備方法貴金屬納米簇，就是以金屬元素為核心，經(jīng)由保護(hù)劑基團(tuán)包裹的納米級的金屬顆粒。想要制備貴金屬納米簇的方法，從大的理論上來劃分，有物理方法和化學(xué)方法兩種。物理方法是大塊金屬的物理分裂成通過物理手段納米尺寸的小顆粒。主要有機(jī)械研磨和金屬的研磨方法中，超聲波粉碎，加熱并在其中它們沉積在溶液中，以形成大的顆粒體相金屬蒸氣原子的蒸發(fā)，和金屬電極之間的電弧放電產(chǎn)生的金屬原子[[]B.M.Jayawardane,S.Wei,I.D.McKelvie,S.D.Kolev,Microfluidicpaper-basedanalyticaldeviceforthedeterminationofnitriteandnitrate,Anal.Chem.86(2014)7274–7279.]。另一種化學(xué)方法的基本原理是產(chǎn)生由金屬前體的化學(xué)反應(yīng)的金屬原子，并且聚集的金屬原子為貴金屬納米簇[[]B.M.Jayawardane,S.Wei,I.D.McKelvie,S.D.Kolev,Microfluidicpaper-basedanalyticaldeviceforthedeterminationofnitriteandnitrate,Anal.Chem.86(2014)7274–7279.[]J.M.Doyle,M.L.Miller,B.R.McCord,D.A.McCollam,G.W.Mushrush,Amulticomponentmobilephaseforionchromatographyappliedtotheseparationofanionsfromtheresidueoflowexplosives,Anal.Chem.72(2000)2302–2307.經(jīng)過近年來的不斷的研究，已經(jīng)成功的掌握了很多種的合成貴金屬納米簇的方法，目前成功合成具有水溶性的AuNCs，即能克服其因不穩(wěn)定而聚集成大顆粒的問題，也能控制其粒徑大小的方法主要有兩種，一種是能夠控制其粒徑變化大小的模板法，另一種是將較大粒徑的AuNPs（金納米粒子）刻蝕成小粒徑的AuNCs的刻蝕法。除了這兩種方法外，還有可逆相轉(zhuǎn)移法以及動力控制法等。本文在此主要介紹一些制備貴金屬納米簇的化學(xué)方法。1.4.1化學(xué)還原法化學(xué)還原方法是使用還原劑將金屬前體，離子還原成金屬原子，在使其聚集成團(tuán)簇[[]W.L.Daniel,M.S.Han,J.S.Lee,C.A.Mirkin,Colorimetricnitriteandnitratedetectionwithgoldnanoparticleprobesandkineticendpoints,J.Am.Chem.Soc.131(2009)6362–6363.]。通常的保護(hù)劑是有機(jī)聚合物和表面活性劑、小分子配體、天然高分子等。最后制得的金屬納米團(tuán)簇由金屬前體，反應(yīng)溫度，溶劑，還原劑，保護(hù)劑，和類似物的類型的影響[[]W.L.Daniel,M.S.Han,J.S.Lee,C.A.Mirkin,Colorimetricnitriteandnitratedetectionwithgoldnanoparticleprobesandkineticendpoints,J.Am.Chem.Soc.131(2009)6362–6363.[]Z.Liu,X.Xi,S.Dong,E.Wang,Liquidchromatography-amperometricdetectionofnitriteusingapolypyrrolemodifiedglassycarbonelectrodedopedwithtungstodiphosphateanion,Anal.Chim.Acta345(1997)147–153.NaBH4還原法，陸陸續(xù)續(xù)的試驗成功，一些貴金屬納米簇通過使用硼氫化鈉作為還原劑合成的，但大量的硼和金屬的反應(yīng)形成硼-金屬的固相的溶液或金屬硼化物[[]Y.Tian,J.Wang,Z.Wang,S.Wang,Electroreductionofnitriteatanelectrodemodifiedwithpolypyrrolenanowires,SynMe143(2004)309–313.]。有人成功地使用硼氫化鈉以降低聚合物穩(wěn)定的納米團(tuán)簇釔[[]W.Ning,C.Xia,C.Xiaolan,X.Yanjun,G.Lin,Porouscupritefilms:facilesolutiondepositionandtheirapplicationfornitritesensing,Analyst135(2010)2106–2110.][]Y.Tian,J.Wang,Z.Wang,S.Wang,Electroreductionofnitriteatanelectrodemodifiedwithpolypyrrolenanowires,SynMe143(2004)309–313.[]W.Ning,C.Xia,C.Xiaolan,X.Yanjun,G.Lin,Porouscupritefilms:facilesolutiondepositionandtheirapplicationfornitritesensing,Analyst135(2010)2106–2110.[]A.Afkhami,M.Bahram,S.Gholami,Z.Zand,Micell-mediatedextractionforthespectrophotometricdeterminationofnitriteinwaterandbiologicalsamplesbasedonitsreactionwithp-nitroanilineinthepresenceofdiphenylamine,Anal.Biochem.336(2005)295–299.1.4.2模板法模板法，一種自下而上的合成方法[[][]V.V.Kumar,S.P.Anthony,Highlyselectivesilvernanoparticlesbasedlabelfreecolorimetricsensorfornitriteanions,Anal.Chim.Acta842(2014)57–62.模板主要有含磷化合物、含硫醇分子、樹狀高分子和生物大分子等。生物大分子作模板的優(yōu)點，例如反應(yīng)的條件很溫和、可以在水溶液中合成，而且無毒無害等等。最早有研究者們利用牛血清蛋白（BSA）作為模板兼還原劑合成出了Au25[[]X.Liu,L.Tang,R.Niessner,Y.Ying,C.Haisch,Nitrite-triggeredsurfaceplasmon-assistedcatalyticconversionofp-aminothiophenoltop,p-dimercaptoazobenzeneongoldnanoparticle:surface-enhancedRamanscatteringinvestigationandpotentialfornitritedetection,Anal.Chem.87(2014)499––506.]。此種方法的反應(yīng)條件非常的溫和，綠色無毒，而且熒光產(chǎn)率也很高?；诖藢嶒灥某晒?，其他的不同的蛋白質(zhì)也被應(yīng)用到金納米簇的合成的嘗試中，已經(jīng)試驗成功可以作為模板的有溶菌酵素、鐵傳遞蛋白、胰蛋白酶等等。Kong的課題組[[]Z.Lin,W.Xue,H.Chen,J.M.Lin,Peroxynitrous-acid-inducedchemiluminescenceoffluorescentcarbondotsfornitritesensing,Anal.Chem.83(2011)8245–8251.]利用牛胰腺核糖核酸酶A作為模板，一步就制備了量子產(chǎn)率高達(dá)12%的AuNCs，其熒光發(fā)射峰為682nm，處于近紅外區(qū)域。Garcia的課題組[[]X.Liu,L.Tang,R.Niessner,Y.Ying,C.Haisch,Nitrite-triggeredsurfaceplasmon-assistedcatalyticconversionofp-aminothiophenoltop,p-dimercaptoazobenzeneongoldnanoparticle:surface-enhancedRamanscatteringinvestigationandpotentialfornitritedetection,Anal.Chem.87(2014)499––506.[]Z.Lin,W.Xue,H.Chen,J.M.Lin,Peroxynitrous-acid-inducedchemiluminescenceoffluorescentcarbondotsfornitritesensing,Anal.Chem.83(2011)8245–8251.[]CaoJ,WangT,YangJ,etal.FabricationandopticalpropertiesofZnS:Mn2+quantumdots/SiO2nanocomposites[J].JournalofMaterialsScienceMaterialsinElectronics,2014,25(10):4512-4516.1.4.3刻蝕法刻蝕法就是將金納米粒子（AuNPs）或者尺寸較大的金納米簇在刻蝕劑的作用下刻蝕成為尺寸非常小的符合要求的AuNCs。這種方法主要是經(jīng)由兩步完成的，首先要制備出大尺寸的多分散的AuNPs，第二步是將AuNPs置于大量的刻蝕劑溶液中，最后刻蝕出單一尺寸的符合要求的AuNCs。在刻蝕劑下，只有最強(qiáng)的AuNPs能夠存在，其他粒子都會分解或形成最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。常用的刻蝕劑有聚乙烯亞胺、二氫硫辛酸、硫醇等等。硫醇分子作為刻蝕劑的研究是目前最多的，Chen的小組[[]BakerSN,BakerGA.Luminescentcarbonnanodots:emergentnanolights.[J].AngewandteChemie,2010,49(38):6726-6744.]研究探討了硫醇分子作為刻蝕劑的作用機(jī)理，最后得出：巰基乙酸刻蝕Au8時，最適pH為9，為3次之，并且在該pH值的模擬的刻蝕強(qiáng)度為：1-辛硫醇<2-巰基乙醇<TGA。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是由于在刻蝕的過程中配體的羧基的含量影響的；他們最終得出結(jié)論，當(dāng)硫醇配體的量增加時，硫醇的鏈長減少時，刻蝕的強(qiáng)度會隨著增加。Xia的課題組[[[]BakerSN,BakerGA.Luminescentcarbonnanodots:emergentnanolights.[J].AngewandteChemie,2010,49(38):6726-6744.[]FeiP,YuanyuanS,YilingZ,etal.Siliconnanomaterialsplatforforbioimaging,biosensing,andcancertherapy.[J].Acc.chem.res,2014,47(2):612-623.1.4.4可逆相轉(zhuǎn)移法可逆相轉(zhuǎn)移法是在兩相或單相系統(tǒng)中，利用相轉(zhuǎn)移即，將三價金的化合物轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，烷基硫醇為穩(wěn)定劑，NaBH4還原劑，制備粒徑小于2nm的AuNCs。Yuan的課題組[[]DevadasMS,KimJ,SinnE,etal.UniqueUltrafastVisibleLuminescenceinMonolayer-ProtectedAu25Clusters[J].J.phys.chem.c,2010,114(51):22417-22423.[]DevadasMS,KimJ,SinnE,etal.UniqueUltrafastVisibleLuminescenceinMonolayer-ProtectedAu25Clusters[J].J.phys.chem.c,2010,114(51):22417-22423.1.4.5動力學(xué)控制法動力學(xué)控制法是在其他方法的基礎(chǔ)上，通過選擇強(qiáng)度不同的還原劑，控制氧化還原速率來制備固定尺寸的AuNCs。Wu的小組[[]ManzhouZ,AikensCM,HollanderFJ,etal.Correlatingthecrystalstructureofathiol-protectedAu25clusterandopticalproperties.[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2008,130(18):5883-5885.]就用動力學(xué)控制法制備了Au19（SR）13，用叔丁基胺-硼烷作還原劑，這種還原劑的還原性比硼氫化鈉弱很多，他們還原通過Au（I）-SR的前體，如果使用硼氫化鈉作為還原劑，得到的產(chǎn)物是Au20（SR）16。這個過程是一個動態(tài)的控制過程。Yuan等人[[]ManzhouZ,AikensCM,HollanderFJ,etal.Correlatingthecrystalstructureofathiol-protectedAu25clusterandopticalproperties.[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2008,130(18):5883-5885.[]JaswinderS,Hsin-ChihY,HyojongY,etal.Silvernanoclusteraptamers:insitugenerationofintrinsicallyfluorescentrecognitionligandsforproteindetection.[J].ChemicalCommunications,2011,47(8):2294-2296.1.4.6其他方法除了上面表述的幾種方法外，還有很多的其它的制備金納米簇的方法。例如電化學(xué)法、光致還原法、超聲以及微波輔助合成法等等。光還原法合成金納米簇的基本原理，是利用光輔助照射下得到的自由基，將金屬離子還原成金屬原子，再加以修飾成金納米簇。這種方法合成金納米簇最大的難點是控制好pH的數(shù)值，因為反應(yīng)的過程對pH的敏感性非常的強(qiáng)。超聲波合成法，是利用超聲波的強(qiáng)大的能量將水溶液分解成活性基，將過渡金屬還原，最終得到金納米簇。微波輔助法，是利用微波帶來的穩(wěn)定的、受熱均勻的反應(yīng)條件，從而得到穩(wěn)定的單一分散性的金納米簇。電化學(xué)法、光致還原法、超聲以及微波輔助合成法也是很好的方法。1.5本論文的主要工作現(xiàn)在的很多重金屬離子的檢測方法都或多或少的存在著例如步驟的復(fù)雜，儀器設(shè)備的較大，操作的困難等等的問題。所以設(shè)計創(chuàng)新簡單的便捷的，高速的有效的檢測方法是非常重要的，利用金納米簇的優(yōu)良性質(zhì)來設(shè)計重金屬離子的檢測方法也是當(dāng)下非常熱門的研究。本論文設(shè)計采用谷胱甘肽作為原料兼穩(wěn)定劑，加上氯金酸作為原料，使用直接化學(xué)還原的方法實現(xiàn)可控制的制備熒光金納米簇，GSH-AuNCs，并通過透射電子顯微鏡等儀器進(jìn)行對谷胱甘肽的形貌結(jié)構(gòu)的表征以及其熒光性能的研究。并通過Cu2+與GSH-AuNCs之間的相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，可以導(dǎo)致GSH-AuNCs的熒光淬滅的現(xiàn)象，利用紅外光譜、紫外光譜等儀器進(jìn)行表征，從而實現(xiàn)GSH-AuNCs對Cu2+的測定。除此之外，還將運用制得的GSH-AuNCs進(jìn)行對除了Cu2+以外的其它幾種離子進(jìn)行測定，以進(jìn)行對比試驗，來驗證該方法制得的GSH-AuNCs對Cu2+檢測的靈敏性、高效性和選擇性。本論文主要目的在于制備高效穩(wěn)定的金納米簇，以用于貴金屬離子的檢測，從而擺脫老舊的方法的缺點，從而實現(xiàn)低沉本、簡單便捷、安全無害、綠色健康的方法進(jìn)行對貴金屬離子的測定。為環(huán)境檢測，生命健康等方面做出貢獻(xiàn)。實驗過程2.1試劑和儀器2.1.1實驗原料谷胱甘肽(GSH)，氯金酸(HAuCl4)，去離子水，甲醇，CuSO4，NaOH，KCl，MgSO4，F(xiàn)eCl3，F(xiàn)eSO4，Ni(NO3)2，CaCO3。2.1.2實驗使用和表征儀器移液槍，電子天平，集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，攪拌子，ZF-7A手提式紫外檢測燈，透射電子顯微鏡，紅外分光光度計，熒光分光光度計,紫外分光光度計。2.2實驗過程2.2.1金納米簇的制備將HAuCl4(4mM,25mL)加入到GSH(6mM,25mL)中，使其完全的混合后，加入一顆攪拌子，在集熱式恒溫加熱磁力攪拌器內(nèi)，保持恒定的溫度為90℃，劇烈的攪拌6.5h。反應(yīng)完成后，取出攪拌子，加入150ml甲醇反沉淀，離心機(jī)設(shè)置參數(shù)為8000r/min，離心10min。然后去除廢液，再用甲醇：去離子水體積比為1:3的溶液進(jìn)行洗滌，重復(fù)洗滌離心三次，以去除未反應(yīng)的過多的谷胱甘肽以及其它雜質(zhì)等等，冷凍干燥，最終在4℃下保存?zhèn)溆谩?.2.2金納米簇對重金屬離子Cu2+的檢測功能。最后制備得到的GSH-AuNCs，將其稀釋溶解到原來的10倍。我們先配置0.02mol/L的CuSO4溶液，并以此溶液作為母液，利用它進(jìn)行稀釋，稀釋成其它不同濃度的Cu2+溶液。在每種不同濃度的Cu2+溶液加入10微升的GSH-AuNCs，然后再加入緩沖溶液，最終定容到100微升，將其混合均勻后，在室溫的條件下將其靜置10分鐘，然后利用紅外分光光度計測量其發(fā)射光譜。檢測GSH-AuNCs對Cu2+的選擇特異性時，我們配置其他不同的離子的，相同濃度的溶液來進(jìn)行對比實驗，對比的離子有Na+，K+，Mg2+，F(xiàn)e2+，Ni2+，Ca2+。第三章結(jié)果與討論3.1金納米簇的性質(zhì)表征3.1.1金納米簇的透射電鏡測試我們對GSH-AuNCs用高分辨透射電子顯微鏡測試。如下圖所示，我們從圖片中可以得出結(jié)論，GSH-AuNCs粒子有良好的分散性，并沒有出現(xiàn)明顯的聚集的現(xiàn)象，尺寸均在2nm左右，粒徑大小也是非常的均勻的，符合預(yù)期的要求。3.1.2金納米簇的FT-IR測試紅外光譜（InfraredSpectroscopy，IR）是利用分子吸收某些波長的紅外線時，是有選擇性的，當(dāng)分子吸收了紅外線后，可以得到能量，這些得來的能量能夠引起分子中震動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，檢測紅外線被吸收情況，得到其紅外吸收光譜。不同的化學(xué)鍵和官能團(tuán)的吸收的光的頻率是不同的，也就是說某種特定的化學(xué)鍵或是官能團(tuán)只會吸收某種特定的頻率的紅外輻射。我們可以通過測定紅外輻射被吸收掉的光的波長，從波長、頻率和吸收強(qiáng)度等等方面來進(jìn)行對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的推測，推測其所含的化學(xué)鍵和光能團(tuán)都有哪些，又含有多少化學(xué)鍵和官能團(tuán)，這對物質(zhì)的檢測是有很大的作用的。傅里葉變換紅外光譜儀的優(yōu)點：信噪比很高；靈敏度很高；波數(shù)的準(zhǔn)確度的非常高，可以達(dá)到0.01厘米；分辨的能力也是非常高的，分辨的能力會隨著動鏡的移動距離的增加而增強(qiáng)，在整個光譜的范圍內(nèi)分辨能力可以達(dá)到0.1厘米；掃描的時間非常的短，有利于進(jìn)行瞬時反應(yīng)的觀測；雜散光的影響度非常的低，所得的結(jié)果更加的精確等等。下圖即是對制得的GSH-AuNCs進(jìn)行的紅外光譜分析，由圖可以看出谷胱甘肽和金納米簇混合均勻，金納米簇完全由谷胱甘肽包裹，非常穩(wěn)定。觀察其波峰的數(shù)量和位置，可以看出所得產(chǎn)品的量子產(chǎn)率非常高，所需能量處于中紅外區(qū)。3.1.3金納米簇的UV-visabsorption測試紫外吸收光譜同可見吸收光譜都是分子光譜，它們都是由價電子的躍遷產(chǎn)生的。紫外吸收光譜的分析，原理就是在一定的波長的輻射的條件下，吸光度和物質(zhì)濃度的關(guān)系，也可以利用光的吸收定律來表述。即朗伯比爾定律：紫外吸收可見光譜圖，我們根據(jù)吸收峰的大小、形狀，所在的位置，進(jìn)而推測物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)等。固定的化學(xué)鍵位和結(jié)構(gòu)有一定的吸收波長。我們根據(jù)吸收峰的強(qiáng)度進(jìn)行對物質(zhì)的量推測。同一濃度的物質(zhì)對不同波長有不同的吸光度。濃度越大，吸光度越大。同一種物質(zhì)，最大吸收峰對應(yīng)的波長相同，而且曲線形狀也一樣，與物質(zhì)的溶液濃度的大小無關(guān)。紫外吸收得光譜圖會受到很多的因素的影響，從而產(chǎn)生各種各樣的變化的現(xiàn)象。因為要考慮到很多的因素的影響，僅僅只依賴紫外的光譜很難確定的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，還要與其他的方法，諸如紅外吸收光譜、核磁共振波譜等等方法進(jìn)行相互補(bǔ)充和結(jié)合，才能得出準(zhǔn)確穩(wěn)定的結(jié)論。上圖所示的為我們制得的GSH-AuNCs的紫外可見光譜，由圖可以看出，GSH-AuNCs的吸收峰的位置都處于紫外光區(qū)，吸收峰隨著粒子的尺寸的減小而降低，這應(yīng)該是因為粒子減小其量子尺寸效應(yīng)的增加，致使其表面等離子的吸收峰的下降，從圖中無法觀察到等離子的吸收峰，這表明我們制得的GSH-AuNCs的尺寸都小于2納米，很符合我們的預(yù)期的要求。3.1.4金納米簇的熒光測試熒光是指物質(zhì)在遭受到電磁輻射后，物質(zhì)吸收電磁輻射的能量，受到激發(fā)變得不穩(wěn)定，并會發(fā)生去激發(fā)的現(xiàn)象，同時發(fā)出波長與激發(fā)波長相同不同的光。如果激發(fā)源的照射停止，再發(fā)射也會停止，熒光就是這種再發(fā)射出的光。熒光的能量和波長的關(guān)系圖就是熒光光譜。熒光的應(yīng)用有很多，例如熒光的燈、熒光的筆、熒光可以用于寶石和礦物的鑒定等等的方面。熒光最重要的應(yīng)用就是它的在生化的方面和醫(yī)療方面的應(yīng)用。人們已經(jīng)可以利用熒光標(biāo)記DNA合成的鏈中止劑，進(jìn)而推測得出DNA的測序圖，探究遺傳的奧秘；對抗體的熒光標(biāo)記，以確定抗原的位置和性質(zhì)，進(jìn)行疾病的分析和治療；對樣本的細(xì)胞進(jìn)行的標(biāo)記，分析細(xì)胞的特性和功能；熒光作為生物探針，已經(jīng)成為研究生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的重要工具。熒光分析的特點，靈敏度