金纳米粒子(AuNPs)因其卓越的光学和电学特性受到了广泛关注。这些性能取决于无机核的形貌、粒径和表面包覆层的性质。还原剂和配体的选择是合成具有可控形态、良好胶体稳定性和特定功能AuNPs的关键因素。
张淑娟教授课题组发现最简单的β-双酮——乙酰丙酮(AcAc)可实现AuNPs的一体化合成和功能化。AcAc在合成和功能化AuNPs中能起到多重作用：1）作为还原剂，在热力学和光化学体系中均能还原氯金酸生成AuNPs。其中，配体和金属电荷转移配合物的形成在氯金酸的还原转化过程中起了重要作用；2）作为封端剂，可调节所得AuNPs的溶解度和胶体稳定性。不需要额外填加稳定剂，得到的AuNPs可以在水中稳定分散至少一年，其形态和光学性质没有明显变化；3）作为可交换配体，实现AuNPs的合成后修饰功能调节。AuNPs表面的AcAc具有适中的络合能力，在Ag+的帮助下，能与谷胱甘肽发生配体交换反应，显著增强AuNPs的光致发光(PL)能力。这一由AcAc介导的AuNPs合成方法简单易行，通过调整光强度或AcAc剂量即可实现AuNPs粒径的有效调控。在0~500 μM的常规谷胱甘肽浓度范围内，AuNPs的PL响应呈现线性规律，使其可以作为良好的成像探针，应用于生物医学研究和诊断。
AcAc可作为多功能配体用于纳米合成这一研究不仅为AuNPs的绿色高效合成提供了一种有用的方法，也为其它一些贵金属，如钯和铂的纳米合成以及纳米团簇材料的表面调制提供了新的思路。这一研究成果于2021年11月26日在线发表于纳米科技领域期刊Nanotechnology（https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6528/ac38e7）。博士研究生张丽为论文的第一作者，张淑娟教授为通讯作者，团队PI潘丙才教授和中科院化学所陈春城教授为共同作者。