金纳米簇的化学发光行为研究中期报告

1、题目:金纳米簇的化学发光行为研究1、 设计（论文）进展状况荧光金属纳米团簇，尤其是金纳米团簇（gold nanoclusters，AuNCs）,作为一种新型的荧光纳米材料广受关注。金纳米团簇是指在一定的分子层保护下，由几个到几百个金原子组成的相对稳定的聚集体。其中金纳米团簇可以在金属阳离子、阴离子和有机小分子化合物检测中应用。本课题的主要目的是将其应用在小分子化合物的检测上。本课题开始前，本人在实验开始前查找翻阅了一些跟纳米金相关的文献，对实验的仪器使用有了一定程度的掌握。能够根据导师的要求配制溶液，独立操作实验仪器。本实验主要采用流动注射化学发光分析仪，仪器可以实现静态注射和流动注射的分析。

2、利用这两种注射方法，考察纳米金在氧化还原体系中的化学发光信号强度，根据其信号强度来选择氧化剂、酸性介质或碱性介质的最佳反应浓度。根据确定的氧化剂、酸性介质或碱性介质的最佳反应浓度，在其体系中加入不同的抑制剂（即还原剂，消耗氧化剂减弱体系的化学发光信号强度）。考察不同浓度的抑制剂对体系信号强度是否符合线性关系。根据不同抑制剂的线性关系，选择线性关系好且信号稳定的体系来实现后续研究。1.1、实验仪器和试剂：IFFM-D型流动注射化学发光分析仪（西安瑞迈电子科技有限公司）；F-4500荧光分光光度计（日本日立公司）；AJY-6000-U高端超纯水系统（艾科浦）；KQ-2200B超声波清洗器（巩义市英

3、峪予华仪器厂）。AuNCs、H2SO4、NaOH、KMnO4、抗坏血酸、NaNO2、H2O2、Ce4+、K3Fe（CN）6、Na2SO3、Na2S、半胱氨酸、KI。所有试剂的纯度均为标准品或分析纯，实验用水为超纯水。1.2、实验原理本实验研究的主要内容是化学发光，其反应过程如图1。图 1 化学发光发生的反应过程A +B C+ + EC + E C*C* + F F*F* F + h首先反应物A和B反应生成激发态中间体（C*，能量给予体）；当C*跃迁回到激发态时，所释放出的能量被（能量接受体）接受，使被激发而跃迁至激发态*；最后，当*跃迁回基态时，产生发光。本实验所采用的是直接化学发光，其是当前

4、化学发光分析研究的一个重要领域。根据化学发光反应所必须的条件，人们通常通过大量实验筛选氧化还原反应及其反应介质，来判断某种物质是否具有化学发光特性。这种尝试性的实验筛选过程，非常费时、费力。1.3、纳米金的制备流程：实验中，在剧烈搅拌下，将氯金酸水溶液（5 ml，10 mmol/L，37 C）加入到BSA溶液（5 ml，50 mg/ml，37 C）。两分钟后，加入NaOH溶液（0.5 ml，1 mol/l），并在37 C恒温条件下，在干燥箱中培养该混合物12 h，溶液的颜色由浅黄色变为浅褐色，然后变为深褐色。该反应12 h后完成。制备好的纳米金放在冰箱中，用时加超纯水稀释即可。1.4、实验过程

5、及分析：到目前为止本人已完成以下内容。金纳米簇的制备，用F-4500荧光分光光度计扫描其发射及激发波长。它在493nm和604 nm处分别有激发峰和发射峰。熟练掌握了两种注射方法的操作手段。静态注射法： 酸性介质：考察了KMnO4+H2SO4+AuNCs（1:25，即将纳米金原液稀释25倍）体系和Ce4+H2SO4+AuNCs体系的化学发光信号。具体做法是，取10 ml的小烧杯，加入KMnO4+H2SO4各 0.5 ml或Ce4+H2SO4各 0.5 ml，在混合液中加入0.5 mlAuNCs，平行测定三次。保持AuNCs量不变，改变Ce4+，KMnO4+H2SO4量，每次增加0.5 ml，观

6、察其发光强度的变化，得到结论是：H2SO4加入量越多，其化学发光信号越强；氧化剂量增大队信号增强无明显影响；KMnO4+H2SO4+AuNCs体系信号强于Ce4+H2SO4+AuNCs体系。流动注射：主要考察了KMnO4+H2SO4+AuNCs体系，确定了KMnO4和H2SO4的最佳浓度，分别是510-4 mol-1和0.05 mol-1。根据KMnO4和H2SO4的最佳浓度考察了AuNCs的线性关系，即保持KMnO4和H2SO4的浓度不变，将AuNCs稀释成不同的倍数，考察不同浓度条件下体系的信号强度，作图分析线性。考察了加入抑制剂（半胱氨酸、NaNO2、Na2S）体系的线性关系，半胱氨酸的线性范围较NaNO2、Na2S线性范围宽。2、 存在问题及解决措施（1） 每次制备的纳米金扫描激发发射波长均不同，且信号强度也有差异。后续制备时应注意各种原料的量加入，严格把关温度。（2） 静态注射过程中一组实验中信号差异较大，做实验过程中应考虑注射速度保持一致，尽量关闭灯光。（3） 流动注射中，同一种抑制剂在相同浓度信号差异也较大，各个时间段得到的信号不尽相同。实验中应注意保持溶液和纯水的洁净度，配制溶液应在同一条件下进行，使用的容量瓶一定清洗干净，移液枪的使用要规范。3、后期工作安排（1）继续查资料和做实验还有向导师了解、讨论，考察新的发光体系。（2）通过最佳的实验方