金納米簇的熒光特性主要源于其量子尺寸效應和表面配體與核心的相互作用，具體表現如下：

一、尺寸依賴性與可調性

• 量子尺寸效應：當金納米簇的尺寸與電子費米波長相當時，其電子能級變得不連續，形成離散的能級結構。這種效應使得金納米簇在特定波長的激發下能夠發射熒光，且熒光特性高度依賴其尺寸。

• 可調熒光發射：通過精確控制金納米簇的尺寸和組成，可以實現對熒光發射波長的精細調節，覆蓋從紫外到近紅外的廣泛范圍。例如，Au25(SH)18-的紫外-可見光譜與理論模型高度吻合，顯示出尺寸對熒光特性的顯著影響。

二、光學特性

• 寬激發光譜與窄發射光譜：與傳統熒光染料相比，金納米簇的激發光譜寬而連續，同一激發光源可以同時激發多種納米簇，實現同步的差異標記。同時，其發射光譜半峰寬較窄，峰形接近高斯對稱且連續分布，避免了光譜的重疊，提高了多通道分析的靈敏性和精確性。

• 高熒光量子產率：金納米簇在可見光和近紅外光區域具有強烈的熒光發射，且熒光量子產率較高。這使得金納米簇在生物成像等領域具有顯著優勢，能夠提供高對比度和清晰度的成像效果。

三、光穩定性

• 長時間光穩定性：在長時間的激光照射下，金納米簇的熒光強度不會發生明顯的衰減。這種光穩定性對于需要長時間觀察的生物過程成像至關重要，如細胞動態變化、藥物代謝過程等。

• 復雜環境下的穩定性：金納米簇在復雜的生理環境下（如不同溶劑、溫度條件）能夠保持其熒光特性和穩定性。實驗結果表明，在不同溶劑和溫度條件下培養一周后，其近紅外熒光強度幾乎沒有下降。

四、表面配體與熒光調節

• 配體對熒光的影響：金納米簇的表面配體（如硫代乙酸、己二酸等）對其熒光性質具有顯著影響。通過改變表面配體，可以調節金納米簇的熒光強度和波長。例如，由硫代乙酸和己二酸保護的金納米團簇具有較強的熒光，而由巰基丙酸和硫化鈉保護的金納米團簇則顯示出較弱的熒光信號。

• 金屬原子摻雜：單原子摻雜（如Cd、Ag）也顯著影響了金納米團簇的熒光強度。在特定配體下，Cd摻雜的金納米團簇表現出最高的熒光強度。這種摻雜效應與表面配體的電子供應能力有關，進一步增強了金納米簇的發光性能。

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