手性光學(xué)活性金銅納米顆粒的制備及分析應(yīng)用研究.pdf

1、自19世紀(jì)早期首次發(fā)現(xiàn)并提出天然手性光學(xué)活性(natural optical activity)以來,科學(xué)家們便致力于手性的相關(guān)研究工作。如今手性研究也促進了納米科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。2000年Schaaff和Whetten在用L-谷胱甘肽(glutathione, GSH)合成的金納米團簇(gold nanoclusters, AuNCs)中首次觀察到強的手性光學(xué)活性后,制備具有手性性質(zhì)的金屬納米團簇(mental nanocluste

2、rs, MNCs)便成了研究熱點。手性MNCs不僅具有大比表面積、熒光發(fā)射等特質(zhì),同時也有手性藥物分子誘導(dǎo)的手性光學(xué)活性。更重要的是,手性MNCs為生命科學(xué)領(lǐng)域如生物大分子的識別傳感、藥物的不對稱催化以及活體組織的靶向治療等方面提供了一定的借鑒意義。關(guān)于MNCs的相關(guān)研究大部分局限于金(gold, Au)和銀(silver, Ag),但含量豐富且廣泛用于工業(yè)的非貴金屬銅(copper, Cu)因其難以可控合成目標(biāo)尺寸及在空氣中易被氧化,

3、使得關(guān)于手性銅納米團簇(copper nanoclusters, CuNCs)研究依舊處于初期探索階段。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴盡管關(guān)于AuNCs和銀納米團簇(silver nanoclusters, AgNCs)的手性光學(xué)活性研究已較為成熟,但現(xiàn)今對手性 CuNCs及其潛在應(yīng)用前景的了解非常局限。因此,我們通過Cu和手性藥物Pen間的絡(luò)合及還原作用成功制備了穩(wěn)定的手性熒光CuNCs。除有優(yōu)良的手性光學(xué)活性外(最大各向異性因子

4、(anisotropy factor, g factor)為8.3×10?4), CuNCs還有對pH敏感的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性(aggregation-induced emission, AIE)。有趣的是,不同的 Pen對映體對 AIE有著重要的影響:rac-Pen的構(gòu)型不支持電子間的相互作用,抑制了CuNCs的聚集。說明我們成功制備了兼藥物手性、熒光且穩(wěn)定的 CuNCs。而高量子產(chǎn)率(quantumyield, QY)和較好生物相容性

5、促使我們將其作為靶向定位染料,對細胞的生命活動進行了探索研究。雖然效果不明顯,但將藥物手性和MNCs熒光相結(jié)合作為信號探針用于生命活動的探索研究具有一定的借鑒價值。⑵盡管已有向AuNCs中摻入鉑(platinum, Pt)、鈀(palladium, Pd)、Cu等雜原子以獲得獨特的化學(xué)、催化和光學(xué)等性質(zhì)報道,但用手性配體制備合金NCs并研究其手性光學(xué)活性的報道較少。因此我們通過直接合成法制備AuCu NCs:Pen對映體存在時加入不同摩

6、爾比的氯金酸(chloroauric acid tetrahydrate, HAuCl4)和氯化銅(cupric chloride, CuCl2),再經(jīng)過硼氫化鈉(sodium borohydride, NaBH4)進一步還原制得。AuCu NCs具有獨特的科頓效應(yīng)(cotton effects),且當(dāng)二者摩爾比為1:1時有最大g factors(～0.57×10?4)。說明Cu的摻入會改變合金的手性光學(xué)活性。雖然單金屬CuNCs不穩(wěn)定