近年来，超小型金属纳米团簇凭借其独特的类分子特性，在生物成像、生物传感和生物治疗等领域取得了进展。青岛科技大学的研究团队在发布在《多金属氧酸盐》杂志上的一项研究中提出了一种合成原子级精密水溶性合金纳米团簇的设计。
“这项研究的新颖之处在于合成水溶性合金纳米团簇的新策略，并进一步有助于从根本上理解金属纳米团簇的合金化机理，”来自青岛科技大学的研究作者Xun Yuan说。
“最终目标是开发这种合金纳米团簇作为新型纳米药物，”袁说。
纳米团簇仅由几到几十个原子组成，其核心尺寸通常低于 2 纳米。由于团簇的超小尺寸接近电子的费米波长，连续带变成不连续带，变成具有离散能级的分子状。因此，纳米团簇表现出独特的光学和电子特性。
最近的研究表明，合金纳米团簇可以产生新的几何结构和附加功能。研究人员可以“调整”金属纳米团簇的物理和化学性质。此外，合金纳米团簇通常表现出超越单金属纳米团簇的协同或新性质。
对潜在机会的浓厚兴趣刺激了最近开发合成合金纳米团簇的新方法的活动。但是，虽然合金纳米团簇的尺寸、形态和组成与其物理化学性质之间的相关性已经得到很好的证明，但围绕掺杂过程和动态响应的问题还不是很清楚。
“这些未解决的问题主要是由于在原子水平上表征合金原子分布的技术限制，特别是在实时跟踪反应过程中合金纳米颗粒中的动态杂原子运动方面，”Yuan说。
此外，这些方法大多用于疏水性合金纳米团簇，这可能排除了水溶性合金纳米团簇的合成。鉴于水溶性合金纳米团簇在生物医学和环境保护领域的广泛应用，在原子水平上开发新的水溶性合金纳米团簇合成策略具有重要意义。
考虑到这一目标，Yuan和合作者发现，晶种银离子可以触发从金基纳米团簇转变为合金Au18-xAgx 14纳米团簇，金离子可以进一步转化为成分固定的Au26Ag 17Cl2纳米团簇，其中GSH表示水溶性谷胱甘肽。此外，还可以识别出Au26Ag 17Cl2纳米团簇的单个Ag原子在表面的位置。
“我们的研究结果可以实现金属纳米颗粒的原子级调控，并为生产特定应用的合金功能纳米材料提供平台，”袁说。此外，获得的合金化机理可以加深对合金纳米材料性能的理解，有助于纳米材料、化学和纳米团簇科学领域的新知识的产生。”
在未来的研究中，研究人员将把这些合金纳米团簇用于生物医学应用。
