摘要：基于仿生矿化过程，采用一步法合成了金纳米簇修饰的二维二氧化锰纳米片荧光/磁共振双模态探针用于生物分析检测。荧光探针得到了广大研究者的青睐用于临床检测不同的分子和离子，因为荧光检测具有灵敏度高、响应迅速及高通量等优点。但是单纯的荧光检测的缺点是在活体检测方面空间分辨率较差，不能提供全面的信息用于临床诊断和治疗。基于二氧化锰纳米片的荧光探针具有比表面积大及吸收光能力强等特点，同时二氧化锰能较容易的分解成Mn²⁺，而Mn²⁺具有较强的磁共振信号，因此基于二氧化锰纳米片能制备荧光/磁共振双模态探针。利用牛血清白蛋白（BSA）为模板分子及还原剂采用一步合成法了金纳簇修饰的二氧化锰纳米片。一方面，被BSA结合的Mn²⁺在溶解氧的作用下会氧化成二氧化锰，另一方面，被BSA包埋的[AuCl₄]^-被BSA还原成金纳簇。同时在BSA分子作用下，金纳簇被组装到二氧化锰纳米片上。

对合成的金纳米簇修饰的二维二氧化锰纳米片探针做了详细表征。透射电镜图表明二维二氧化锰纳米片直径在50~100纳米范围内，金纳簇成功的修饰在二氧化锰纳米片表面，直径在2纳米左右。在470纳米激发下，探针在448及660纳米有荧光发射。接着将荧光探针用于荧光/磁共振双模态过氧化氢检测。在过氧化氢不存在情况下，金纳簇的荧光被二氧化锰纳米片猝灭。而在过氧化氢存在情况下，过氧化氢能分解二氧化锰成Mn²⁺，使金纳簇荧光恢复，同时生成的Mn²⁺产生磁共振信号。荧光检测方面，探针荧光恢复与过氧化氢浓度在0.06~2mM内成线性关系，而在磁共振检测方面，磁共振信号与过氧化氢浓度在10~200 mM范围内成线性关系。结果表明制备的探针成功用于过氧化氢双模态检测。

探针具有较好的选择性，K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Fe³⁺以及常见的氨基酸分子，包括葡萄糖、抗坏血酸等都不会干扰过氧化氢测定。探针也具有较好的生物相容性及较低的细胞毒性，将细胞与探针培育24小时，即使探针浓度达到200mg/mL，细胞仍能保持85%以上活性。 最后我们也将探针用于细胞中过氧化氢浓度成像分析，在过氧化氢存在下，可以观察到细胞中明显的红色荧光信号及磁共振信号，表明探针能用于细胞成像。

综上所述，本文以BSA为模板及还原剂，采用一步法合成了金纳簇修饰的二氧化锰纳米片用于过氧化氢荧光/磁共振双模态成像检测。检测基于荧光及磁共振信号增强模式，其中金纳簇作为荧光信号源，而二氧化锰纳米片作为荧光信号猝灭剂及磁共振信号源。将金纳簇换成其它荧光物质能制备不同双模态探针用于不同分析物的检测。

来源：Jianping Sheng, Xingxing Jiang, Liqiang Wang, Minghui Yang^*, Younian Liu^*. Biomimetic Mineralization Guided One-Pot Preparation of Gold Clusters Anchored Two-Dimensional MnO₂Nanosheets for Fluorometric/Magnetic Bimodal Sensing[J]. Analytical Chemistry, 2018, 90 (4): 2926–2932.

链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.analchem.7b05267