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直径小于2 nm的荧光金纳米簇由于具有独特的尺寸和依赖性理化性质(包括荧光信号强和出色的生物相容性)而受到越来越多的关注。因此,荧光金纳米簇被广泛地应用于生物医学研究领域中,该生物医学研究领域涉及生物成像,生物传感,离子检测和蛋白质定量分析等。本论文通过简单易制备的方法合成了金纳米簇,利用金纳米簇优良的化学性质,将其构建成为新型荧光传感阵列,并用于蛋白、含硫物质的区分,进一步应用于病人血清的区分,此方法有望成为临床诊断的一种辅助手段。主要研究内容概括如下:(1)鉴于对多肽金纳米簇的以往研究,我们通过改变氨基酸序列自主设计了一系列多肽并以其为模板合成了一系列多肽金纳米簇,从其中筛选出的序列为Cys-Met-Met-Met-Met-Met(CMMMMM)的多肽为模板合成的CMMMMM-AuNCs荧光高度稳定且发光强。与传统基于半胱氨酸(C)和酪氨酸(Y)的多肽Cys-Tyr-Tyr-Tyr-Tyr-Tyr(CYYYYY)为模板合成的CYYYYY-Au NCs相比,荧光强度大幅度提高,并且其耐光漂白性也提高了约300%(在紫外线连续照射60分钟之后,CMMMMM-Au NCs的荧光强度保持在初始强度的90%以上,而CYYYYY-Au NCs的荧光强度降低到不足30%)。通过调节不同的pH值,开发了基于CMMMMM保护的具有不同正电荷或负电荷作为传感单元的传感器阵列,不仅可以有效地鉴定出10种蛋白质以及复杂生物样品中的蛋白质混合物,还可对乳腺癌、直肠癌、重度骨关节炎、健康人血清进行区分。分子对接模拟和等温滴定微量热实验表明,蛋白主要通过静电作用和部分疏水作用与CMMMMM-Au NCs发生相互作用,从而影响CMMMMM-Au NCs的结合能和荧光寿命,产生独特的指纹识别模式,该方法在重大疾病的临床辅助诊断方面展现了可行的前景。(2)通过改变合成模板的配体分子,我们合成了3种不同功能化的荧光金纳米簇,并借助铜离子介导荧光信号的变化,构建了基于Au NCs-Cu2+的传感器阵列,用于快速识别不同类型的含硫物质。根据Au NCs-Cu2+与不同类型的含硫物质竞争性结合产生的类似指纹的荧光反应,不仅能够很好地区分10种不同类型的含硫物质,而且可以很好地区分它们的二元或三元随机选择的混合物。值得注意的是,仅需2分钟即可获得最佳的含硫物质判别响应信号。最重要的是,可以在2分钟内快速有效地鉴定出癌症患者(例如肝癌和乳腺癌)的血清和健康人的血清以及硫氧化细菌(SOB)和无硫细菌的血清,此方法在重大疾病的快速诊断中具有潜在的应用价值。