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This paper, contain three parts, focus on develop synthesis method for novel functional nanocluster, base on its special optical and reactive property. In the first part, lysozyme VI was mixed with HAuCl4 under acidic condition(pH~3) and yield blue fluorescent Au8 nanocluster. When this Au8 cluster was incubate under alkaline condition (pH~12) a size evolution from Au8 to Au25 took place and monitored with fluorescence spectrum, MALDI MS, DLS. On the other hand, on the role of structural characteristic, fluorescence of Au8 cluster can be quenched by GSH as GSH induced core-etching reaction took place. Take advantage of this reaction, GSH in RBC can be quantitatively analysis by Au8 cluster. Compare with standard medical analysis method, this assay got comparable quantitative result and advantage in environmental friendly, low cost and low sample demand. Follow the first part, it was knowing that Hg2+quench fluorescence of Au25 but Au8 cluster. The second part of research development a ratiometric fluorescence assay for Hg2+ in drinking water sample, by control size evolution of nanocluster mentioned in first part by adding Ag+ into protein direct synthesis nanocluter process. Under optimize condition of bimetallic nanocluster synthesis, two separately fluorescence peak locate under 613 nm and 471 nm represent bigger size and smaller nanoclusters. Using fluorescence intensity ratio of two wavelength, concentration of Hg2+ in water sample can be determined by standard addition method with high reproducibility. Limit of detection was determined to be 0.1 and 0.4 nM, both lower than EPA permitted level in drinking water. On the third part, SA and HAuCl4 was mixed under water contained acetonitrile solution and SA caped nanocluster was form. This nanocluster after self essemble possess special crystalline and surface phenomenon and fit matrix for high reproducible laser desorption/ionization mass spectrometry. Compare with traditional matrix SA, the cluster matrix show 6.6% in RSD with 33%. And the desorption/ionization efficiency of nanocluster matrix is also much higher. Insulin, myoglobin and HSA sample can be quantitative with this matrix with mean RSD lower than 10%.

La presente tesis se ha desarrollado en la frontera de diferentes disciplinas tales como la Química de Coordinación, Química Supramolecular y la Ciencia de Materiales. El objetivo de la misma ha consistido en el diseño y construcción de puertas moleculares, entendiendo estas como mecanismos básicos que pudieran modular el acceso a determinados sitios y cuyo estado (abierto o cerrado) pudiera ser controlado a voluntad por ciertos estímulos externos tales como estímulos iónicos, electroquímicos, fotoquímicos, etc. Se trata de matrices silíceas mesoporosas, tipo MCM-41, que han sido convenientemente funcionalizadas con poliaminas para que mediante el control de parámetros macroscópicos como el pH o la presencia de determinadas especies en el medio de reacción sea posible "abrir o cerrar" a voluntad el acceso a los poros del material. Además de la síntesis y caracterización de este nuevo tipo de materiales híbridos, también se ha ensayado su aplicación, como por ejemplo, sistemas sensores de especies aniónicas en agua, sensores y materiales para liberación controlada. También se ha aplicado el concepto de puertas moleculares nanoscópicas desarrollado en los materiales híbridos como una nueva aproximación al diseño de procesos de reconocimiento óptico en disolución acuosa. La idea implica procesos de coordinación selectiva "poliamina-anión" acoplados a un control del transporte de masa (colorante). Finalmente, también se ha diseñado un material que presenta doble funcionalidad: la detección y la adsorción simultaneas de mercurio(II) en disoluciones acuosas. Este proceso permite extraer mercurio al mismo tiempo que se detecta su presencia en la disolución. / Casasús Lis, R. (2009). Diseño de puertas moleculares controladas a nivel nanoscópico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8510 / Palancia