多金属氧簇(POMs)是一种介于原子、分子与纳米材料之间的团簇,具有确定的原子组成、电子构型、几何结构和明确的表面配体。探针分子与POMs相互作用的结合位点和吸附取向是固定的,因此通过团簇增强共振拉曼光谱(CRERS)探究团簇与分子间的相互作用具有重要意义。POMs由于其结构多样性、独特的性质而在催化、超分子组装、生物医学、传感、数据存储和生物等领域受到广泛关注。POMs缺位处理可以改变其化学性质,促进反应的电荷转移,改变催化进程。金属@缺位POMs纳米簇具有单分散性好、生物相容性好、SERS活性强、催化活性高的优势。在这篇论文中,以POMs为拉曼增强基底,探究了对探针分子的团簇增强共振拉曼机制。此外,构筑了缺位的POMs基复合物,对其表面增强拉曼(SERS)增强特性和类过氧化物酶的催化机理进行研究,并将其应用到生物医学检测上。本文主要研究内容如下:(1)我们首次发现了POMs团簇具有增强探针分子结晶紫(CV)的拉曼光谱的活性,并且具有较高的检测灵敏度,我们将这种增强称为团簇增强共振拉曼(CERRS)。通过计算,一个POMs团簇可以产生的拉曼增强因子为1.85×10~2。另外我们研究CV-POMs体系的电荷转Galunisertib浓度移度,并进一步合成了CV-POMs晶体,通过解析晶体结构的单晶结构的参数导入Gaussian进行密度泛函DFT计算,发现CV-POMs具有更宽的能隙,也就是具有更高的动力学稳定性,其中CV的电子云密度发生了明显了变化,说明体系间发生了电荷转移,获得了更好的团簇增强共振拉曼效应。该研究为解析拉曼增强效应,为团簇层面上理解拉曼增强机制开辟了新的篇章。(2)我们合成了缺位的POMs 11-钼磷酸钠(Na_7PMo_(11)O_(39))和11-钨磷酸钠(Na_7PW_(11)O_(39)),进一步采用Na BH_4还原法构筑了Au@Na_7PMo_(11)O_(39)和Ag@Na_7PW_(11)O_(39)纳米簇,由于缺位POMs团簇的阴离子负电荷数以及p H环境的不同,改变了其表面电子结构和能带,促进POMs和探针分子的电荷转移,另外形成的纳米团簇的尺寸正好在表面等离子共振(LSPR)的范围内,从而提高了其SERS增强能力。同时,SPR诱CP-690550供应商导增强了Au@Na_7PMo_(11)O_(39)和Ag@Na_7PW_(11)O_(3HBeAg-negative chronic infection9)纳米簇的类过氧化物酶催化活性。因此,Au@Na_7PMo_(11)O_(39)和Ag@Na_7PW_(11)O_(39)纳米簇为理解SERS增强机理和纳米酶的催化机理提供了新思路。为构筑方法简单、低成本和高灵敏检测的纳米簇SERS酶催化基底提供了一种新方法。(3)Ag@Na_7PW_(11)O_(39)单分散性好、生物相容性好和对抗体分子有效静电吸附性。我们将Ag@Na_7PW_(11)O_(39)-抗体与酶标板上不同浓度的抗原孵育,通过对组装上的不同浓度的Ag@Na_7PW_(11)O_(39)纳米酶催化产生的氧化OPD的SERS信号强弱的进行检测,间接实现对免疫球蛋白分子(Ig G)的高灵敏度纳米酶联免疫检测。(4)外泌体可携带组织、细胞丰富的分子信息,可以作为恶性肿瘤的生物标志物。我们构筑了识别外泌体分子印迹的Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米球,富集尿液中的外泌体,利用Au@Na_7PMo_(11)O_(39)标记CD9抗体特异性识别Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米球富集的外泌体跨膜蛋白,磁分离后获得Au@Na_7PMo_(11)O_(39)-抗体-外泌体-Fe_3O_4@SiO_2复合物。Au@Na_7PMo_(11)O_(39)可以催化氧化底物分子TMB,通过TMB氧化态SERS强度不同可以间接检测尿液中外泌体的数量。通过这种新型外泌体检测方法可以快速超灵敏的区分健康及胰腺癌症患者的治疗程度。这种基于NELISA-MIPs-SERS方法的生物传感器为通过检测外泌体快速早期筛查癌症开辟了新的途径。