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摘要：金属纳米团簇是一种具有优异物理化学特性并且有广泛应用的材料。本文概括了金属纳米团簇的制备方法和生物检测中的应用研究进展，包括传统合成、生物合成和模板法制备金属纳米团簇的最新进展，以及金属纳米团簇在生物检测中的应用，如荧光标记、生物传感器和生物成像等。最后，文章讨论了金属纳米团簇的挑战和未来发展趋势。
关键词：金属纳米团簇，制备，生物检测，荧光标记，生物传感器，生物成像
引言
金属纳米材料的制备和应用一直是纳米科技领域的热点和焦点。自从在20世纪60年代发现金属簇以来，金属纳米团簇因其优异物理化学性质、良好生物相容性以及在多个领域中的应用而备受关注。尤其是在生物检测领域，金属纳米团簇呈现出其独特的应用优势。金属纳米团簇通过化学结构的设计和控制，可以实现其在荧光标记、生物传感器和生物成像等方面的广泛应用。本文概括了金属纳米团簇的制备方法和生物检测中的应用研究进展，并对其未来的发展进行了展望。
1. 金属纳米团簇的制备方法
传统的制备方法是通过溶液化学法、热化学法、气相合成法等，直接制备得到金属纳米团簇。虽然这些方法具有易操作、成本低和适用于大规模生产的优点，但由于其无法实现较为精确的结构控制，在制备金属纳米团簇时仍存在着许多问题。因此，近年来许多学者研究并发展了许多新型的制备方法，以实现金属纳米团簇的更准确、可控制备。
（1）生物合成法
生物合成法是指利用微生物生长代谢过程中所产生的代谢产物或酶催化作用，使金属离子被还原并包裹在有机物上形成金属纳米团簇。生物合成法具有生物相容性高、无毒性、环保等优点。生物合成法已成功合成了一系列金属纳米团簇，如Fe、Au、Ag、Co、Cd等，同时还实现了对环境中污染物的高效清除和生物催化反应等应用。
（2）模板法
模板法是指将化合物、生物分子、高分子等有机或无机物与金属离子反应得到金属-有机或金属-无机复合物后，通过热解或还原反应使有机或无机材料被去除，形成金属纳米团簇。模板法具有制备出高度管控、稳定结构的优点，可以制备直径可控、形态可控的金属纳米团簇。模板法已成功制备了许多材料，如硫、碳、氮、氧等模板制备的金属纳米团簇。
2. 金属纳米团簇在生物检测中的应用
金属纳米团簇在生物检测中的应用极具潜力，起到良好的检测作用。生物检测分为荧光标记、生物传感器和生物成像三大部分。下面将重点介绍金属纳米团簇在生物检测中的应用。
（1）荧光标记
利用特异性荧光标记分子把生物分子（如DNA分子，细菌），细胞和组织标记上颜色。荧光标记技术是生物学和医学研究中广泛应用的工具之一，是在分子水平上对细胞和生物样品进行检测和显微镜观察的最常用方法之一。 荧光标记在依赖于荧光标记分子的荧光检测中起到了重要作用。
（2）生物传感器
生物传感器是一种通过生物学元件（如酶、抗体、受体）对生物标志物（如蛋白质、细胞、DNA）进行识别和分析的传感器。生物传感器可利用金属纳米团簇作为分析生物标志物的荧光和电化学探针。金属纳米团簇与生物标志物相互作用后，荧光、吸收、拉曼光谱等性质会发生变化，从而实现对生物标志物的检测。
（3）生物成像
生物成像是指对活体生物的结构、功能及其代谢过程进行全面、准确的影像检测。生物成像技术已经成为生命科学、生物医学和药物研究中不可或缺的手段。金属纳米团簇可以作为高度敏感的生物传感器，在生物成像中具有很好的应用。已经报道了金属纳米团簇在生物透视影像、磁共振成像、荧光分子成像、X-射线成像和近红外成像等方面的应用。
总结
本文概括了金属纳米团簇的制备方法和生物检测中的应用研究进展，并对其未来的发展进行了展望。生物检测领域对金属纳米团簇的需求不断增长。虽然金属纳米团簇表现出许多优势，但仍存在一些挑战，如毒性和稳定性问题等，这些挑战需要更深入的研究和解决。未来，金属纳米团簇在生物检测领域的研究和应用会得到更为广泛和深入的发展，成为生物检测领域中不可或缺的一种材料。