贵金属纳米团簇的基本性质

贵金属纳米团簇的基本性质

2016-08-20 13:32来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

几种荧光贵金属纳米团簇的结构和发射波长范围

贵金属纳米团簇是一种由Au、Ag或Pt等贵金属元素的几个至几十个原子组成核心，有机单分子如硫醇类化合物或生物分子如DNA、蛋白质等作为保护基团组装而成的核/壳型分子级聚集体。Au、Ag或Pt等金属具有化学惰性且保护基团对生物体的毒副作用小，使得贵金属纳米团簇具有良好的生物相容性。其粒径一般在2 nm以下，界于原子和纳米颗粒之间，具有一些特殊的性质而引起人们的广泛关注。

(1)光致荧光性当纳米颗粒的粒径减小到临界尺度——电子的费米波长(Fermi Wavelength)，即约0.7 nm，这时会导致产生很多分散的能级使其具有粒径尺寸依赖的荧光性质。贵金属纳米团簇的量子产率一般为10%-70%。

(2)强磁性巯基保护的Au纳米颗粒具有很强的磁性，这是由于保护分子的巯基配体与Au纳米颗粒表面的原子以Au-S键紧密结合，导致Au纳米颗粒5d带上局部的孔洞增加，从而增强了局部的磁矩。

(3)催化性能 Ag NCs的形貌及其与氧化物底物之间的相互作用对Ag NCs的催化性能有很重要的影响。AgNCs具有高表面积、高表面能和活化中心多的特点，因而具有极高的催化活性。

(4)生物相容性表面活化剂、硫醇类、胺类、羧基类化合物甚至树状聚合物等都能用来连接、固定、浓缩和促进贵金属纳米团簇的生成，生物大分子如蛋白质、核酸等也可以用来合成贵金属纳米团簇，这些连接物都为贵金属纳米团簇的形成提供了生物相容性的表面，使制得的贵金属纳米团簇能够用于细胞标记和活体细胞内及细胞外成像等。

(5)光稳定性贵金属纳米团簇具有良好的光稳定性，对典型的单纳米团簇于647 nm (23kW/cm2)处激发，在650 s内可收集到大于108个光子，同时，贵金属纳米团簇在实验有关时间尺度上(0.1—>1000 ms)无闪烁，可以用作长时间、实时、动态研究，如细胞间相互作用、细胞分化和示踪等。

(6) 光谱可调谐贵金属纳米团簇的量子尺寸效应使其荧光发射波长可随粒径大小而变化，可获得可见光到近红外光区范围内的任意波长。此外，贵金属纳米团簇的荧光发射波长还与保护基团的种类有。光谱的可调谐性实现了不同发射波长的贵金属纳米团簇对多个位点的同时标记，避免光谱之间的干扰，提高对比度和分辨率。这种性质在医学诊断中具有潜在的应用价值，如利用颜色反差较大的两种贵金属纳米团簇分别标记正常组织和病变组织，可以通过颜色的不同清晰地分辨出病变组织，便于快速诊断及治疗。