The fluorescent emission and the photocatalytic activity of gold nanoclusters (AuNCs) are important properties of AuNCs. Here, we synthesized water-soluble, captopril (Capt) and glutathione (GSH) covered Au25(Capt)18 and Au15(GSH)13 nanoclusters and investigated their fluorescence stabilities which are correlated with the photo-redox of their surface. It was observed that Au25(Capt)18 exhibited a decay in its two-photon fluorescence emission induced by surface oxidation upon irradiation of femtosecond near-infrared laser (810 nm, 300 mW) in the presence of oxygen (O2). On the other hand, the two-photon fluorescence from Au15(GSH)13 was stable upon the same excitation. The different stabilities of the fluorescence of the two AuNCs were attributed to their different band gaps. This interpretation was confirmed by one-photon excitation with photon energy beyond the band gaps of the two AuNCs. Using experiments with the addition of several agents, the photocat alytic redox activities of gold atoms on the surface of Au25(Capt)18 were understood and tuned.
REFERENCES
[1]
S. H.
Yau
, O.
Varnavski
, and T. Goodson
III
, Acc. Chem. Res.
46
1506
(2013
).[2]
R. C.
Jin
, C. J.
Zeng
, M.
Zhou
, and Y. X.
Chen
, Chem. Rev.
116
10346
(2016
).[3]
S. M.
van de Looij
, E. R.
Hebels
, M.
Viola
, M.
Hembury
, S.
Oliveira
, and T.
Vermonden
, Bioconjug. Chem.
33
, 4
(2022
).[4]
E.
Oh
, F. K.
Fatemi
, M.
Currie
, J. B.
Delehanty
, T.
Pons
, A.
Fragola
, S.
Lévêque-Fort
, R.
Goswami
, K.
Susumu
, A. L.
Huston
, and I. L.
Medintz
, Part. Part. Syst. Charact.
30
453
(2013
).[5]
H.
Chang
, N. S.
Karan
, K.
Shin
, M. S.
Bootharaju
, S.
Nah
, S. I.
Chae
, W.
Baek
, S.
Lee
, J.
Kim
, Y. J.
Son
, T.
Kang
, G.
Ko
, S. H.
Kwon
, and T.
Hyeon
, J. Am. Chem. Soc.
143
, 326
(2021
).[6]
H. H.
Deng
, K. Y.
Huang
, L.
Xiu
, W. M.
Sun
, Q. F.
Yao
, X. Y.
Fang
, X.
Huang
, H. A. A.
Noreldeen
, H. P.
Peng
, J. P.
Xie
, and W.
Chen
, Nat. Commun.
13
, 3381
(2022
).[7]
M.
Perić
, Ž. S.
Maršić
, I.
Russier-Antoine
, H.
Fakhouri
, F.
Bertorelle
, P. F.
Brevet
, X.
Le Guével
, R.
Antoine
, and V.
Bonačić-Koutecký
, Phys. Chem. Chem. Phys.
21
, 23916
(2019
).[8]
A.
Pniakowska
and J.
Olesiak-Banska
, Molecules
27
807
(2022
).[9]
M.
Waszkielewicz
, J.
Olesiak-Banska
, M.
Grzelczak
, A.
Sánchez-Iglesias
, A.
Pniakowska
, and M.
Samoc
, J. Lumin.
221
116994
(2020
).[10]
G.
Yousefalizadeh
, S.
Ahmadi
, N. J.
Mosey
, and K. G.
Stamplecoskie
, Nanoscale
13
242
(2021
).[11]
G.
Ramakrishna
, O.
Varnavski
, J.
Kim
, D.
Lee
, and T.
Goodson
, J. Am. Chem. Soc.
130
5032
(2008
).[12]
R.
Ho-Wu
, S. H.
Yau
, and T. Goodson
III
, J. Phys. Chem. B
121
10073
(2017
).[13]
Y.
Tian
, M.
Wei
, L. J.
Wang
, Y. K.
Hong
, D.
Luo
, and Y. L.
Sha
, Materials
14
7744
(2021
).[14]
B. Q.
Li
, S. R.
Yu
, R.
Feng
, Z. L.
Qian
, K. D.
He
, G. J.
Mao
, Y. T.
Cao
, K. Q.
Tang
, N.
Gan
, and Y. X.
Wu
, Anal. Chem.
95
14925
(2023
).[15]
A. M.
Hada
, A. M.
Craciun
, and S.
Astilean
, Analyst
146
, 7126
(2021
).[16]
X. X.
Lu
, D.
Punj
, and M.
Orrit
, Nano Lett.
22
4215
(2022
).[17]
L.
Shang
and G. U.
Nienhaus
, Biophys. Rev.
4
, 313
(2012
).[18]
S.
Xue
, S. L.
Chen
, Q.
Ling
, Q. H.
Yuan
, and W.
Gan
, Phys. Chem. Chem. Phys.
23
19752
(2021
).[19]
S.
Xue
, S. L.
Chen
, Q. H.
Yuan
, and W.
Gan
, Phys. Chem. Chem. Phys.
24
, 27900
(2022
).[20]
Y.
Hou
, J. H.
Li
, B. F.
Li
, Q. H.
Yuan
, and W.
Gan
, Molecules
27
3778
(2022
).[21]
Y. C.
Cheng
, H. M.
Zhou
, J. M.
Xu
, Y.
Zhao
, X. H.
Chen
, R.
Antoine
, M.
Ding
, K.
Zhang
, and S.
Zhang
, Microchim. Acta
190
, 225
(2023
).[22]
C.
Zhang
, X. B.
Gao
, W. R.
Chen
, M.
He
, Y.
Yu
, G. B.
Gao
, and T. L.
Sun
, iScience
25
105022
(2022
).[23]
H. A.
Kindi
, A.
Mohamed
, S.
Kajimoto
, N.
Zhanpeisov
, H.
Horino
, Y.
Shibata
, I. I.
Rzeznicka
, and H.
Fukumura
, J. Photochem. Photobiol. A Chem.
357
168
(2018
).[24]
W.
Gan
, B. L.
Xu
, and H. L.
Dai
, J. Phys. Chem. Lett.
9
, 4155
(2018
).[25]
M. S.
Mathew
, G.
Krishnan
, A. A.
Mathews
, K.
Sunil
, L.
Mathew
, R.
Antoine
, and S.
Thomas
, Nanomaterials (Basel)
13
, 1824
(2023
).[26]
M.
Sakamoto
, T.
Tachikawa
, M.
Fujitsuka
, and T.
Majima
, Langmuir
25
13888
(2009
).[27]
J.
Yagi
, A.
Ikeda
, L. C.
Wang
, C. S.
Yeh
, and H.
Kawasaki
, J. Phys. Chem. C
126
19693
(2022
).[28]
H.
Fakhouri
, M. P.
Bakulić
, I.
Zhang
, H.
Yuan
, D.
Bain
, F.
Rondepierre
, P. F.
Brevet
, Ž. S.
Maršić
, R.
Antoine
, V.
Bonačić-Koutecký
, and D.
Maysinger
, Commun. Chem.
6
97
(2023
).[29]
D. J.
Cheng
, R.
Liu
, and K.
Hu
, Front. Chem.
10
958626
(2022
).[30]
S. T.
Li
, X. S.
Du
, Z. Y.
Liu
, Y. W.
Li
, Y. C.
Shao
, and R. C.
Jin
, Precis. Chem.
1
, 14
(2023
).[31]
[32]
Z. K.
Wu
and R. C.
Jin
, Nano Lett.
10
2568
(2010
).[33]
G.
Li
, D. E.
Jiang
, S.
Kumar
, Y. X.
Chen
, and R. C.
Jin
, ACS Catal.
4
2463
(2014
).[34]
Y.
Negishi
, K.
Nobusada
, and T.
Tsukuda
, J. Am. Chem. Soc.
127
5261
(2005
).[35]
X.
Kang
, H. B.
Chong
, and M. Z.
Zhu
, Nanoscale
10
, 10758
(2018
).[36]
F.
Bertorelle
, I.
Russier-Antoine
, N.
Calin
, C.
Comby-Zerbino
, A.
Bensalah-Ledoux
, S.
Guy
, P.
Dugourd
, P. F.
Brevet
, Ž.
Sanader
, M.
Krstić
, V.
Bonačić-Koutecký
, and R.
Antoine
, J. Phys. Chem. Lett.
8
1979
(2017
).[37]
C.
Comby-Zerbino
, M.
Perić
, F.
Bertorelle
, F.
Chirot
, P.
Dugourd
, V.
Bonačić-Koutecký
, and R.
Antoine
, Nanomaterials (Basel)
9
457
(2019
).[38]
C.
Comby-Zerbino
, F.
Bertorelle
, F.
Chirot
, P.
Dugourd
, and R.
Antoine
, Eur. Phys. J. D
72
144
(2018
).[39]
S.
Kumar
and R. C.
Jin
, Nanoscale
4
4222
(2012
).[40]
P. C.
Huang
, S.
Li
, N.
Gao
, and F. Y.
Wu
, Analyst
140
7313
(2015
).[41]
J. H.
Li
, S. L.
Chen
, Y.
Hou
, J.
Zhou
, Q. H.
Yuan
, and W.
Gan
, J. Chem. Phys.
151
, 224706
(2019
).[42]
D. R.
Kauffman
, D.
Alfonso
, C.
Matranga
, G.
Li
, and R. C.
Jin
, J. Phys. Chem. Lett.
4
, 195
(2013
).[43]
C. M.
Aikens
, J. Phys. Chem. Lett.
1
2594
(2010
).[44]
H.
Kawasaki
, S.
Kumar
, G.
Li
, C. J.
Zeng
, D. R.
Kauffman
, J.
Yoshimoto
, Y.
Iwasaki
, and R. C.
Jin
, Chem. Mater.
26
2777
(2014
).[45]
S. R.
Bhattacharya
and T.
Bürgi
, Nanoscale
11
, 23226
(2019
).[46]
D.
Lee
, R. L.
Donkers
, G. L.
Wang
, A. S.
Harper
, and R. W.
Murray
, J. Am. Chem. Soc.
126
6193
(2004
).[47]
M. Z.
Zhu
, C. M.
Aikens
, F. J.
Hollander
, G. C.
Schatz
, and R. C.
Jin
, J. Am. Chem. Soc.
130
5883
(2008
).[48]
I.
Russier-Antoine
, F.
Bertorelle
, M.
Vojkovic
, D.
Rayane
, E.
Salmon
, C.
Jonin
, P.
Dugourd
, R.
Antoine
, and P. F.
Brevet
, Nanoscale
6
13572
(2014
).[49]
J.
Zheng
, C.
Zhou
, M. X.
Yu
, and J. B.
Liu
, Nanoscale
4
, 4073
(2012
).[50]
R. C.
Jin
, Nanoscale
7
1549
(2015
).[51]
S.
Miyata
, H.
Miyaji
, H.
Kawasaki
, M.
Yamamoto
, E.
Nishida
, H.
Takita
, T.
Akasaka
, N.
Ushijima
, T.
Iwanaga
, and T.
Sugaya
, Int. J. Nanomed.
12
, 2703
(2017
).[52]
S. R.
Bhattacharya
, K.
Bhattacharya
, V. J.
Xavier
, A.
Ziarati
, D.
Picard
, and T.
Bürgi
, ACS Appl. Mater. Interfaces
14
, 29521
(2022
).[53]
F. Y.
Yang
, W.
Wu
, S. L.
Chen
, and W.
Gan
, Soft Matter.
13
, 638
(2017
).[54]
S.
Xue
, P.
Guha
, Q. H.
Yuan
, and W.
Gan
, Part. Part. Syst. Charact.
38
, 2000316
(2021
).[55]
B. F.
Li
, J. H.
Li
, W.
Gan
, Y.
Tan
, and Q. H.
Yuan
, Anal. Chem.
93
, 14146
(2021
).[56]
F.
Bertorelle
, C.
Moulin
, A.
Soleilhac
, C.
Comby-Zerbino
, P.
Dugourd
, I.
Russier-Antoine
, P. F.
Brevet
, and R.
Antoine
, ChemPhysChem
19
, 165
(2018
).[57]
M.
Ozaki
, T.
Imai
, T.
Tsuruoka
, S.
Sakashita
, K. Y.
Tomizaki
, and K.
Usui
, Commun. Chem.
4
, 1
(2021
).[58]
S.
Knoppe
, M. K.
Vanbel
, S.
Van Cleuvenbergen
, L.
Vanpraet
, T.
Bürgi
, and T.
Verbiest
, J. Phys. Chem. C
119
, 6221
(2015
).[59]
M.
Castro-Lopez
, D.
Brinks
, R.
Sapienza
, and N. F.
Van Hulst
, Nano Lett.
11
4674
(2011
).[60]
W.
Gan
, G.
Gonella
, M.
Zhang
, and H. L.
Dai
, J. Chem. Phys.
134
, 041104
(2011
).[61]
Y.
de Coene
, O.
Deschaume
, S.
Jooken
, S.
Seré
, S.
Van Cleuvenbergen
, C.
Bartic
, T.
Verbiest
, and K.
Clays
, Chem. Mater.
32
, 7327
(2020
).[62]
J. C.
Ranasinghe
, A. S.
Dikkumbura
, P.
Hamal
, M.
Chen
, R. A.
Khoury
, H. T.
Smith
, K.
Lopata
, and L. H.
Haber
, J. Chem. Phys.
151
, 224701
(2019
).[63]
M. Z.
Zhu
, W. T.
Eckenhoff
, T.
Pintauer
, and R. C.
Jin
, J. Phys. Chem. C
112
, 14221
(2008
).[64]
T.
Zhou
, Z.
Su
, Y. F.
Tu
, and J. L.
Yan
, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc.
252
, 119519
(2021
).
This content is only available via PDF.
© 2024 Chinese Physical Society.
2024
Chinese Physical Society
You do not currently have access to this content.
