金纳米材料是最早出现的纳米材料,具有制备方便、生物相容性好、易于进行表面修饰和性质稳定等优点,在生物医学分析和成像中有广泛应用。金纳米簇(Au NCs)是近年来出现的一种新型发光材料,其性质类似于分子,生物相容性好且具有较强荧光,将具有广阔的应用前景。但是大多数金纳米簇荧光量子产率不高。我们通过新的方法制备了一种高荧光量子产率的金纳米簇和万古霉素修饰的金纳米粒子,并建立了细菌分析方法。主要工作如下:1、强烈发光、耐高温的金纳米簇的合成我们以环磷酸腺苷酸(c AMP)作为模板分子,色氨酸(Trp)作为功能配体,与氯金酸在弱酸性介质中通过水热反应合成了量子产率高达59.6%,在120℃条件下仍然荧光稳定的金纳米簇色氨酸-环腺苷酸修饰的金纳米簇(Trp-c AMP-Au NCs)。迄今报道的金纳米簇的量子产率大多小于6%,且在高温下会失去荧光。我们的方法为制备强烈发光的金纳米簇提供了新思路。所制备的耐高温的金纳米簇可以应用于DNA聚合酶链式反应(PCR)的荧光标记,促进了金属纳米簇在高温反应中的应用。2、强烈发光、耐高温的金纳米簇的荧光增强和耐热机理为了解所制备的金纳米簇的荧光增强和耐热机理,我们分别用分子结构类似模板分子的腺苷一磷酸(AMP),腺苷二磷酸(ADP)和腺苷三磷酸(ATP)替代c AMP,用结构类似色氨酸的色胺取代色氨酸,发现荧光增强效应仍然存在,说明模板分子和色氨酸不是产生荧光增强的主要因素,色氨酸通过能量转移引起金纳米簇荧光增强的贡献很小,是次要因素。在没有水热反应的条件下,荧光不能增强,水热条件是金纳米簇强烈发光的重要因素,结果表明水热反应导致的金原子重排,形成更紧密结构的金纳米簇产生了强烈的发光。本研究首次利用水热诱导的金纳米簇聚集来增强金纳米簇的荧光发射强度。研究结果为强荧光材料的制备提供了新思路,促进了金属纳米簇的广泛应用。在发现色氨酸分子对金纳米簇具有很好保护效应的基础上,我们研究了其耐热机理。用色胺、吲哚、3-吲哚乙酸、3-甲基吲哚和靛蓝等取代色氨酸,结果表明金纳米簇的耐高温特性是由色氨酸自身的耐高温性质和金原子的强烈相互作用引起的。Trp-c AMP-Au NCs具有耐高温特性,为金纳米簇应用于类似PCR这样高温反应的荧光标记提供了可能。3、牛血清白蛋白稳定的金纳米簇与不同种细菌细胞的相互作用细菌检测在公共卫生领域具有重要意义,使用荧光染料/材料结合荧光显微镜检测细菌是最常用的检测方法。蛋白质和多肽作为稳定剂修饰的金纳米簇具有良好的生物相容性,在生物检测领域有很好的应用潜力。我们用牛血清白蛋白作为保护剂制备荧光金纳米簇(BSA-Au NCs),将其与不同种的细菌(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、藤黄微球菌、枯草芽孢杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌)细胞相互作用,评价各种细菌细胞对BSA-Au NCs的吸收能力,并分析了影响微生物细胞吸收荧光金纳米簇的因素,为开发荧光金纳米簇用于细菌鉴别打下基础。4、万古霉素修饰的金纳米粒子目视比色法测定革兰氏阳性细菌利用万古霉素(Van)和氯金酸通过简单的一步反应合成了万古霉素修饰的金纳米粒子(Van-Au NPs)。在这个反应中,万古霉素既作为还原剂又作为金纳米粒子的保护剂。虽然小分子修饰的金纳米粒子已有很多报道,抗生素万古霉素已有广泛应用,但用万古霉素一步反应直接修饰金纳米粒子从未成功实现。我们摸索各种条件,制备的万古霉素修饰的金纳米粒子具有很高的活性,能与革兰氏阳性菌特异性地结合,能通过溶液颜色的变化来区分革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。在此基础上,结合银染技术建立了基于Van-Au NPs的检测革兰氏阳性菌的目视比色法。利用本方法检测三种革兰阳性细菌金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌和枯草芽孢杆菌的裸眼检出限分别为1×109、1×109和1×109 cells/m L。此方法快速、简便、无需任何显微设备,有望作为一种快速鉴定和定量分析细菌的方法被广泛地应用于临床、环境和野外的微生物鉴别。