1、2271581615 zhengleiesearch progress in preparation methods of gold and silver nanoclusters and their applications in biomedical analysis金銀納米簇制備方法的研究進展及在生物分析中應用金屬納米簇(MNCs) 成分成分：幾個到幾十個金屬原子構成的相對穩定的納米結構，其尺寸一般為幾幾個到幾十個金屬原子構成的相對穩定的納米結構，其尺寸一般為幾個納米個納米. .可調控熒光可調控熒光：當金屬顆粒尺寸與電子的費米波長相當時，因為量子尺寸效應，使能當金屬顆粒尺寸與電子的費米波

2、長相當時，因為量子尺寸效應，使能級變得不連續，就可受激發生電子躍遷而產生較強熒光。因此與傳統級變得不連續，就可受激發生電子躍遷而產生較強熒光。因此與傳統的有機熒光染料和量子點相比，的有機熒光染料和量子點相比，MNCs MNCs 不僅具有尺寸依賴且可調的熒不僅具有尺寸依賴且可調的熒光光可調控熒光：可調控熒光：當金屬顆粒尺寸與電子的費米波長相當時，因為量子當金屬顆粒尺寸與電子的費米波長相當時，因為量子尺寸效應，使能級變得不連續，就可受激發生電子躍遷尺寸效應，使能級變得不連續，就可受激發生電子躍遷而產生較強熒光。因此與傳統的有機熒光染料和量子點而產生較強熒光。因此與傳統的有機熒光染料和量子點相比，相

3、比，MNCs MNCs 不僅具有尺寸依賴且可調的熒光不僅具有尺寸依賴且可調的熒光優點：1.尺寸依賴且可調的熒光尺寸依賴且可調的熒光2.斯托克位移較大斯托克位移較大3.高量子效率高量子效率4.合成方法簡便合成方法簡便5.生物相容性好生物相容性好應用：1、熒光檢測金屬離子、熒光檢測金屬離子2、細胞成像、細胞成像3、生物標記、生物標記制備方法1、物理法、物理法2、化學法、化學法3、綜合法、綜合法1、物理法1、惰性氣體蒸發法：、惰性氣體蒸發法：金屬及其化合物金屬及其化合物成核生長成成核生長成原子團簇原子團簇2、光還原法：、光還原法：胺存在下：胺存在下： Ag+CH3COOF3自由基還原自由基還原成核生

4、長成成核生長成原子團簇原子團簇紫外線或光紫外線或光3、輻照法、輻照法：良好的光穩定性、良好的光穩定性、pHpH響應、電致發光響應、電致發光聚合物穩定聚合物穩定劑存在：劑存在：水溶液中的銀離子水溶液中的銀離子射線射線, ,電子電子, ,微波等輻照微波等輻照無污染、分散性好無污染、分散性好穩定性較好的穩定性較好的熒光熒光AgNCsAgNCs高溫氣化高溫氣化2、化學法1、化學還原法：、化學還原法：金屬前體金屬前體成核生長成成核生長成原子團簇原子團簇還原劑還原劑聚集聚集2、反向微乳法：、反向微乳法：水相：水相：緩慢加入緩慢加入強熒光的雙強熒光的雙硫醇硫醇-AuNCs3、模板合成法模板合成法金屬原子金屬

5、原子0.05mol/L HAuCl0.05mol/L HAuCl4 4水溶液和水溶液和 0.4 mol/L NaBH40.4 mol/L NaBH4水溶液水溶液表面鈍化劑表面鈍化劑和偶聯劑：和偶聯劑：1 1，6-二巰二巰基己烷基己烷4、單分子層保護法、單分子層保護法 5、配體蝕刻法、配體蝕刻法3、綜合法1、超聲波化學合成法、超聲波化學合成法超聲輻照，牛血清白蛋白作為還原劑和保護劑，簡便快速地合成了超聲輻照，牛血清白蛋白作為還原劑和保護劑，簡便快速地合成了強熒光的強熒光的AuNCs2、微波溶劑熱合成法、微波溶劑熱合成法研究熱點1、完善優化合成條件、完善優化合成條件2、增加合成的納米簇種、增加合成

6、的納米簇種3、提高納米簇的各項性能、提高納米簇的各項性能4、增強抗干擾檢測能力，適應復雜環境、增強抗干擾檢測能力，適應復雜環境5、以及降低成本以適合大規模工業生產、以及降低成本以適合大規模工業生產Trend in the ligands used for NMQCs synthesis Applications in biomedical analysis一、生物活性小分子檢測一、生物活性小分子檢測1、H2O22、葡萄糖、葡萄糖3、膽固醇、尿素、氨基酸及其衍生物、多巴胺等、膽固醇、尿素、氨基酸及其衍生物、多巴胺等二、細胞標記及成像二、細胞標記及成像1、體外細胞標記成像、體外細胞標記成像2、活體

7、成像、活體成像H2O2Zhang 等等14HRP為模板原位合成了雙功能型的為模板原位合成了雙功能型的HRP-AuNCs，該金納米團簇既保留了，該金納米團簇既保留了HPR的高催化活性，又的高催化活性，又具有金納米團簇的發光性質。具有金納米團簇的發光性質。H2O2能夠氧化模板能夠氧化模板HRP和和AuNCs之間的之間的Au-S產生二硫化物，使得產生二硫化物，使得AuNCs表面的保表面的保護劑（護劑（HRP）不足而導致熒光猝滅。該法檢測過氧化氫的）不足而導致熒光猝滅。該法檢測過氧化氫的檢測限為檢測限為30nM。葡萄糖Qiao43等人設計了卵清蛋白（等人設計了卵清蛋白（OVA）穩定的金簇比率熒）穩定的

8、金簇比率熒光探針，以茜素紅硼酸為相應信號特異性識別葡萄糖并可光探針，以茜素紅硼酸為相應信號特異性識別葡萄糖并可猝滅猝滅567 nm處的熒光信號，保留處的熒光信號，保留610 nm的熒光信號，以的熒光信號，以監測大鼠腦缺血時腦中葡萄糖濃度水平。監測大鼠腦缺血時腦中葡萄糖濃度水平。其他報道應用于膽固醇、尿素、氨基酸及其衍生物（如半胱氨報道應用于膽固醇、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、維他命酸、谷胱甘肽等）、多巴胺、三磷酸腺苷、維他命B12、微生物、蛋白質微生物、蛋白質 、克侖特羅、三聚氰胺、戊二醛、溶菌酶、克侖特羅、三聚氰胺、戊二醛、溶菌酶、環丙沙星、槲皮素等

9、。環丙沙星、槲皮素等。二、細胞標記及成像 由于紅光比藍光或綠光穿透組織更有效，并且能減少組織由于紅光比藍光或綠光穿透組織更有效，并且能減少組織損傷，降低機體的自發熒光干擾等。因此，近紅外激發和發射損傷，降低機體的自發熒光干擾等。因此，近紅外激發和發射熒光具有臨床應用價值。轉換納米粒子（熒光具有臨床應用價值。轉換納米粒子（UCNP）可以通過一）可以通過一個非線性光學過程將較低能量的近紅外輻射轉化為較高能量的個非線性光學過程將較低能量的近紅外輻射轉化為較高能量的可見光。可見光。 AuNCs 具有熒光染料、具有熒光染料、QDs 等標記物所不具備的優點如等標記物所不具備的優點如粒徑小、無毒、生物相容性

10、好，使其成為一種理想的熒光探粒徑小、無毒、生物相容性好，使其成為一種理想的熒光探針。針。體外細胞標記成像Retnakumari 等等77制備了牛血清白蛋白（制備了牛血清白蛋白（BSA）包被）包被的金納米團簇，并通過氨基將葉酸（的金納米團簇，并通過氨基將葉酸（folic acid，FA）與）與 BSA 連接，特異地標記了口腔癌細胞連接，特異地標記了口腔癌細胞（oral cancer KB cells）和乳腺癌細胞（）和乳腺癌細胞（breast adenocarcinoma MCF-7）。）。Chen等人用一種近紅外熒光染料，親水性等人用一種近紅外熒光染料，親水性ICG 衍生物衍生物 MPA 標記

11、葉酸修飾的金簇用于腫瘤的近紅外成像，隨后，標記葉酸修飾的金簇用于腫瘤的近紅外成像，隨后，他們又用阿霉素軛合葉酸修飾的金簇用于體內靶向的治療。他們又用阿霉素軛合葉酸修飾的金簇用于體內靶向的治療。Liu 等用胰島素成功合成了金納米團簇，合成后胰島素分子等用胰島素成功合成了金納米團簇，合成后胰島素分子仍保留其生物活性。他們還發現通過觀察仍保留其生物活性。他們還發現通過觀察C2C12肌細胞對肌細胞對胰島素胰島素-金納米簇的攝取效率能夠區分分化與未分化的金納米簇的攝取效率能夠區分分化與未分化的 C2C12肌細胞。肌細胞。Lin 等在正常及癌細胞的標記方面做了較多的研究。他們將等在正常及癌細胞的標記方面做

12、了較多的研究。他們將核定位信號（核定位信號（nuclear-localization signal，SV40 NLS）修飾的疏基十一烷酸修飾的疏基十一烷酸-金納米簇（金納米簇（NLS-MUA-Au NCs）用）用于于HeLa 細胞的染色，結果顯示細胞的染色，結果顯示NLS-MUA-Au NCs 在細胞在細胞質和核內均呈均勻分布，實現了細胞的核標記和細胞內成質和核內均呈均勻分布，實現了細胞的核標記和細胞內成像。像。 活體成像 He 和和 Wang 等首次將金納米團簇注入到小鼠體內，成功實等首次將金納米團簇注入到小鼠體內，成功實現了活體內的腫瘤熒光成像。該小組以現了活體內的腫瘤熒光成像。該小組以

13、BSA-Au NCs 為標記材為標記材料，通過背部皮下組織和肌肉分別注入患有腫瘤的料，通過背部皮下組織和肌肉分別注入患有腫瘤的 BALB/c 雌雌性裸鼠體內性裸鼠體內. Sun等將鐵蛋白制備的金納米團簇通過側尾靜脈注射方式注等將鐵蛋白制備的金納米團簇通過側尾靜脈注射方式注入到小鼠體內進行活體成像。他們發現入到小鼠體內進行活體成像。他們發現 30 分鐘后，注入金納分鐘后，注入金納米團簇的小鼠的脊椎兩側出現一個腎形熒光區域，并可保持至米團簇的小鼠的脊椎兩側出現一個腎形熒光區域，并可保持至少少7小時可見。小時可見。 Huang等發現等發現2 nm的硫普羅寧保護的金納米團簇通過單次的硫普羅寧保護的金納米團簇通過單次靜脈注射后，其高度積累于腫瘤組織中。此外，硫普羅寧保護靜脈注射后，其高度積累于腫瘤組織中。此外，硫普羅寧保護的金納米團簇廣泛分布于腫瘤細胞的細胞質與細胞核中，而直的金納米團簇廣泛分布于腫瘤細胞的細胞質與細胞核中，而直徑為徑為15 nm的