斜塔[6]芳烃功能化金纳米粒子(CLT6-AuNPs)的绿色合成

发表于2024年8月11日由上海金畔生物科技有限公司

金纳米粒子（AuNPs）由于其独特理化性质，在催化、传感、检测、生物医学、电子等领域得到了广泛应用。然而，这些应用领域的快速发展也对AuNPs的稳定性和功能性提出了更高的要求，如对污染物和生物受体的特异性识别能力。表面改性已成为一种普遍有效的策略。近年来，改性剂——水溶性超分子大环因其极好的稳定性和独特的主客体识别能力而备受关注，如本文中的斜塔[6]芳烃（LT6）。

强而快的化学还原已成为合成的主流策略，但大多数还原剂不仅占据了AuNPs的催化活性位点，还引入了生物毒性，阻碍了其在生物医学中的应用。近年来，在不添加还原剂的条件下，通过水热法制备了几种水溶性超分子大环功能化AuNPs。但由于不明确的还原机制和苛刻的反应条件，限制了AuNPs的大规模生产和应用。

基于以上研究背景，采用一种无需外加能量和还原剂的合成方法合成出了CLT6功能化的金纳米颗粒AuNPs（CLT6-AuNPs），用于检测敌草快除草剂。由于CLT6的空腔结构，粒径可控的CLT6-AuNPs在敌草快的无标记检测中表现出良好的稳定性和主客体识别能力。CLT6-AuNPs的合成与表征：

作者采用一种简便的方法合成AuNPs，仅将CLT6:HAuCl4 = 1:1在水中混合24h，溶液变为酒红色，得到CLT6-AuNPs（方案1）。在图1中，XRD实验证实：CLT6-AuNPs的衍射峰对应于面心立方Au。HR-TEM显示：相邻平面的距离与Au（111）平面（2.35Å）的距离相匹配，证明了CLT6-AuNPs已被成功制备。FT-IR中，观察到了O−Au配位键和Au的特征谱带(−COO−：1654和1407cm-1)。此外，通过调节CLT6与HAuCl4的摩尔比可控制CLT6-AuNPs的粒径，同时，CLT6-AuNPs的表面等离子体共振（SPR）从539 nm蓝移到518 nm。因此，在无需外加还原剂的条件下，通过一步合成策略成功制备了尺寸可调的CLT6-AuNPs。

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斜塔[6]芳烃功能化金纳米粒子(CLT6-AuNPs)的绿色合成

方案1 CLT6-AuNPs用于检测敌草快的示意图，并在一系列对照化合物的协助下证明了CLT6在AuNP合成中的还原机制。

斜塔[6]芳烃功能化金纳米粒子(CLT6-AuNPs)的绿色合成

图1 (a)CLT6和CLT6-AuNPs的FT-IR光谱；(b)XRD图谱；(c)CLT6-AuNPs的HR-TEM图像；(d)从不同比例的HAuCl4和CLT6获得的CLT6-AuNPs的紫外–可见光谱和照片[HAuCl4] = 0.25 mM。

最后，作者进一步验证了CLT6-AuNPs的主客体性质，并证明了对有毒农药敌草快的无标记检测。首先，1H NMR和紫外−可见光谱表明，CLT6在水中可与敌草枯形成稳定的2:1络合物。然后，在加入敌草快后，CLT6-敌草快在主−客体相互作用的驱动下相互聚集，导致SPR峰逐渐红移和吸光度降低（图4c）。此外，CLT6-AuNPs的最大吸收峰处的吸光度与敌草快浓度之间存在很强的线性关系（1−8μM），说明敌草快检测的可行性和准确性（图4d）。这些结果表明CLT6-AuNPs延续了CLT6的主客体性质。