Chem. Eur. J. :铜纳米团簇荧光探针的聚集诱导发光增强用以实现Al3+灵敏和选择性检测

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河北大学王振光教授课题组和香港科技大学唐本忠教授提出了一种基绿色发射铜纳米团簇(Cu NCs)的聚集诱导发光增强(AEE)策略,实现了Al3+灵敏和选择性检测。



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图1. Cu NCs合成示意图

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图2. 基于铜纳米团检测铝离子结果图

铝是一种相当丰富的金属元素,在地壳中的含量为8%。铝基产品因其廉价、优良的物理和化学性能,被广泛应用于日常生活、工业和航空航天领域。这些产物可能释放过量的铝离子到环境中,从而抑制植物或动物的生长。Al3+在人体中的积累也对神经系统有害。过量的Al3+可以降低多种酶的活性,如变构酶、硝酸盐还原酶、乌头酸酶和δ-氨基乙酰丙酸脱氢酶。


Cu NCs由铜原子核和表面配体组成,是一种很有前途的荧光探针。由于其易于合成、原料丰富、毒性低、与金属离子反应位点丰富等特点,Cu NCs已被应用于Al3+的检测。大多数的Cu NCs被小分子保护,并且通过带负电的配体和阳离子之间的静电相互作用实现对Al3+的识别。这导致这些测定对不同类型阳离子的选择性相对较差。此外,这些Cu NCs存在严重的稳定性问题,受限于Cu的易氧化性及其超小尺寸。


该工作中,唐本忠院士联合王振光教授课题组通过抗坏血酸(AA)在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的钝化下还原Cu2+,合成了Cu NCs。使用相对较高的反应温度(80℃)和延长反应时间至144小时合成了Cu NCs,在450和510nm处显示双峰,分别对应于PVP和抗坏血酸的反应产物与金属核。Cu NCs的光致发光(PL)相当稳定,可以保留1个月以上。添加Al3+后,由于其AEE发光特性,可以选择性地增强Cu NCs的PL强度,并且对Al3+表现出良好的稳定性和选择性。通过监测Cu NCs的PL强度变化,建立了一种灵敏和选择性的Al3+荧光分析方法并可应用于实际样品检测。

文信息

Green emissive copper nanocluster with aggregation-enhanced emission for selective detection of Al3+

Yi Zhang, Zhangdi Lu, Anrui Feng, Jacky W.Y. Lam, Zhenguang Wang, Yu-e Shi, Ben Zhong Tang


Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202203554




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