【原】四川大学吕弋Anal. Chem.: 花状金纳米颗粒原位定制发光分子的协同增强化学发光！

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研究内容

近年来，金纳米颗粒(AuNPs)因其易于表面修饰、优良的生物相容性以及出色的光电和催化活性而备受关注。

四川大学吕弋教授课题组基于AuNP催化反应，提出了一种原位定制发光分子的策略来触发超强化学发光(CL)。经表面聚吡咯烷酮(PVP)修饰后，基于分子间化学引发电子交换发光(CIEEL)机制，CIEEL纳米平台在探针-OH上具有更高的灵敏度和选择性，可在2.5~100 μM范围内检测NaClO，检出限为10.68 nM。相关工作以“Flower-like Gold Nanoparticles for In Situ Tailoring Luminescent Molecules for Synergistic Enhanced Chemiluminescence”为题发表在Analytical Chemistry上。

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研究要点

要点1. 在该策略中，作者使用CL分子探针(Probe-OH for NaClO/ONOO−)，通过一锅合成制备出花状AuNPs，随后原位裁剪分子在AuNPs表面生成高活性的新CL物质。与Probe-OH相比，加入NaClO后，花状AuNPs的CL强度提高了4倍左右。

要点2. 研究人员通过x射线光电子能谱(XPS)、LC-MS、二次离子质谱和荧光光谱(FL)等一系列实验研究了CL的作用机理。结果表明，不同的分子通过花状AuNPs的原位催化反应从最初的Probe-OH转化，这些AuNPs都通过静电吸引吸附在表面，共同对NaClO产生协同增强的CL响应。

要点3. 作者为了进一步提高Probe-Au的灵敏度和稳定性，筛选了各种保护剂对CL发射的影响，获得了一个双放大平台，经表面聚吡咯烷酮(PVP)修饰Probe-Au后(PVP-Au)，基于分子间化学引发电子交换发光(CIEEL)机制，CL信号(仅NaClO)被放大100倍，可直接和选择性地检测NaClO，可在2.5~100 μM范围内检测NaClO，检出限为10.68 nM。

要点4. 研究人员详细的表征和研究，提出PVP形成1,2-二氧乙烷，通过电子交换发光(CIEEL)为Probe-Au提供能量，然后随着爆炸光逐渐释放。

这项工作为基于AuNP催化的CL扩增提供了前所未有的视角。

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研究图文

图1. Probe-Au的合成及其特性。

图2. (A) Probe-OH和Probe-Au对NaClO的动态CL曲线。(B)在上述体系和荧光素存在下，Probe-OH和Probe-Au的CL波长和FL波长。(C) Probe-Au在10和100等量不同ROS/RNS (100 μM NaClO和ONOO−，其他在1和10 mM)下的CL响应。所有反应均在PBS缓冲液(10 mM pH=7.4)中进行。

图3. (A)比较单个分子和混合物对NaClO的化学发光强度。插图是混合物的吸收光谱和FL光谱。(B)两种纯化的CL-M组分混合成NaClO的CL性质。(C)各种M-Au的制备方案。(D)具有相同骨架的不同分子及其对应的M-Au的CL响应。(E)柠檬酸盐-金纳米粒子的CL性质对NaClO的响应。所有反应均在PBS缓冲液(10 mM pH=7.4)中进行。

图4. PVP-Au结构和化学发光的可能机理。

图5. (A)分子CL强度，对应的M-Au和PVP-M-Au在NaClO存在下。(B) PVP-Au对不同浓度NaClO的FL和(C) CL强度(插图: NaClO的校准曲线)。(D)引入NaClO后，6孔板上Probe-OH、Probe-Au和PVP-Au的化学发光成像比较。

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文献详情

Flower-like Gold Nanoparticles for In Situ Tailoring Luminescent Molecules for Synergistic Enhanced Chemiluminescence

Kexin Zhang, Hongjie Song, Yingying Su, Qiuyan Li, Mingxia Sun, Yi Lv*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c00727