CN105911040B - 基于bsa/3-mpa-金纳米团簇-聚电解质的implication固相逻辑门及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于BSA/3‑MPA‑金纳米团簇‑聚电解质的IMPLICATION固相逻辑门及其构建方法，基于H+可抑制Fe2+对pH=4.6醋酸缓冲液中牛血清白蛋白‑3‑巯基丙酸‑金纳米团簇‑聚电解质固相复合物的荧光猝灭这一现象，以Fe2+和H+作为输入信号，以金纳米团簇‑聚电解质固相复合物为信号转换器，构建了一种IMPLICATION型固相逻辑门系统。本逻辑门系统具有操作简便（无需任何修饰和标记过程）、移植性好、可重置、信号读取多样化等优点，在临床诊断、化学传感及环境监测等领域具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门及其构建方法，属于纳米技术领域。
背景技术
在过去的几十年中，化学布尔逻辑门已经引起了人们的广泛关注，其已被应用于临床诊断、化学传感和环境监测等诸多领域。目前，通过使用不同的材料（如核酸、酶、有机分子和纳米材料）可构建出不同类别的逻辑门，如AND、OR、NOR、NAND、IMPLICATION及INHIBIT等。然而，大多数的逻辑运算系统存在以下缺点：（1）包含复杂的修饰或标记过程，成本高；（2）不可重置；（3）可移植性差，很难连接到固体表面上；（4）不能同时处理多个输入信号且各逻辑门之间的整合非常困难。
荧光法具有操作简单、快速、灵敏度高、特异性强等突出优点，是逻辑门器件常选用的一种方法。虽然很多荧光染料已被报道可执行逻辑运算，但成本高、光稳定性差、易发生自氧化、毒性大等问题限制了其进一步应用。近年来，金属纳米团簇，尤其是金纳米团簇，作为一类新型的荧光纳米材料备受关注。与小分子有机荧光染料相比，金纳米团簇材料具有光物理性质好、比表面积大、毒性低、表面易于修饰以及荧光性质可调等优点。因此，开发金纳米团簇作为实现逻辑门操作的一种新材料是非常有意义的。
本发明以Fe2+和H+作为输入信号，以牛血清白蛋白-3-巯基丙酸-金纳米团簇（即：BSA/3-MPA-金纳米团簇）-聚电解质固相复合物为信号转换器，构建了一种IMPLICATION固相逻辑门。本发明所构建的IMPLICATION固相逻辑门具有操作简便、移植性好、可重置、信号读取多样化等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门及其构建方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是输入信号-1为Fe2+，输入信号-2为H+；信号转换器为金纳米团簇-聚电解质固相复合物；输出信号为BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的荧光。
本发明上述所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇由下述方法制备：2.5 mL浓度为50mg/mL的牛血清白蛋白与2.5 mL浓度为10 mmol/L 的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.25mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.25 mL浓度为4 mol/L的3-巯基丙酸溶液，振摇混匀，4 °C下反应1 h，反应液由浅黄色变为无色，将反应液用截留分子量7000的透析袋在20mmol/L pH=3.0磷酸盐缓冲液中透析48小时，然后再在去离子水中继续透析12小时，得到BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物由下述方法制备：0.5 mL含有10 mg/mL聚二烯丙基二甲基氯化铵的0.5 mol/L 氯化钠溶液加入到0.5 mL BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液中，超声15秒，加入1 mL含有10 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠的0.5 mol/L 氯化钠溶液，超声1分钟，涡旋30分钟，得到白色胶体分散物，将25 μL所制备的胶体分散物滴涂到载玻片上，放置于37 °C烘箱中，30分钟后取出即得到BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是输入信号-1为Fe2+的浓度优选为100 μmol/L，输入信号-2为H+的浓度优选为1 mmol/L；当含有输入信号时，定义为1；当不含有输入信号时，定义为0。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是四种输入信号形式分别为：既不含有100 μmol/L Fe2+又不含有1 mmol/LH+，定义为（0，0）；含有100 μmol/L Fe2+但不含有1 mmol/L H+，定义为（1，0）；不含有100 μmol/L Fe2+但含有1 mmol/L H+，定义为（0，1）；既含有100 μmol/L Fe2+又含有1 mmol/L H+，定义为（1，1）。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是紫外灯302 nm波长下目视观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物具有橙黄色荧光时，输出信号定义为1，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物不具有橙黄色荧光时，输出信号定义为0。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是用Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物处的RGB红值，红值大于40定义为1，红值小于40定义为0。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是当输入信号为（0，0）时，输出信号为1；当输入信号为（1，0）时，输出信号为0；当输入信号为（0，1）时，输出信号为1；当输入信号为（1，1）时，输出信号为1。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是当加入2 mmol/L焦磷酸钠后，猝灭的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的荧光恢复，逻辑门重置。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门的构建方法，其特征是将金纳米团簇-聚电解质固相复合物分别加入到10 mL含不同输入信号的pH为4.6的醋酸盐缓冲液，混匀，室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下目视观察BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物是否具有橙黄色荧光或用Adobe PhotoshopCS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物处的RGB红值。
本发明所述的基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门构建方法，其特征是输入信号-1为Fe2+的浓度优选为100 μmol/L，输入信号-2为H+的浓度优选为1 mmol/L；当含有输入信号时，定义为1；当不含有输入信号时，定义为0，四种输入信号形式分别为：既不含有100 μmol/L Fe2+又不含有1 mmol/L H+，定义为（0，0）；含有100 μmol/L Fe2+但不含有1 mmol/L H+，定义为（1，0）；不含有100 μmol/L Fe2+但含有1mmol/L H+，定义为（0，1）；既含有100 μmol/L Fe2+又含有1 mmol/L H+，定义为（1，1）；紫外灯302 nm波长下目视观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物具有橙黄色荧光时，输出信号定义为1，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物不具有橙黄色荧光时，输出信号定义为0，或用Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物处的RGB红值，红值大于40定义为1，红值小于40定义为0；当输入信号为（0，0）时，输出信号为1；当输入信号为（1，0）时，输出信号为0；当输入信号为（0，1）时，输出信号为1；当输入信号为（1，1）时，输出信号为1；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇由下述方法制备：2.5 mL浓度为50 mg/mL的牛血清白蛋白与2.5 mL浓度为10 mmol/L 的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.25 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.25 mL浓度为4 mol/L的3-巯基丙酸溶液，振摇混匀，4 °C下反应1 h，反应液由浅黄色变为无色，将反应液用截留分子量7000的透析袋在20 mmol/L pH=3.0磷酸盐缓冲液中透析48小时，然后再在去离子水中继续透析12小时，得到BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物由下述方法制备：0.5 mL含有10 mg/mL聚二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液加入到0.5 mL BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液中，超声15秒，加入1 mL含有10 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠的浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液，超声1分钟，涡旋30分钟，得到白色胶体分散物，将25 μL所制备的胶体分散物滴涂到载玻片上，放置于37 °C烘箱中，30分钟后取出即得到金纳米团簇-聚电解质固相复合物。
（一）BSA/3-MPA-金纳米团簇荧光材料的制备
以下过程中使用的所有玻璃器皿均经过王水浸泡，并用双蒸水彻底清洗，晾干。BSA/3-MPA-金纳米团簇荧光材料的制备过程如下：2.5 mL浓度为50 mg/mL的牛血清白蛋白与2.5 mL浓度为10 mmol/L 的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.25 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.25 mL浓度为4 mol/L的3-巯基丙酸溶液，振摇混匀，4 °C下反应1 h，反应液由浅黄色变为无色。将反应液用截留分子量7000的透析袋在20 mmol/L pH=3.0磷酸盐缓冲液中透析48小时，然后再在去离子水中继续透析12小时，得到BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液。
（二）金纳米团簇-聚电解质固相复合物的制备
金纳米团簇-聚电解质固相复合物的制备过程如下：0.5 mL浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液（含有10 mg/mL聚二烯丙基二甲基氯化铵）加入到0.5 mL步骤（一）制备的金纳米团簇溶液中，超声15秒；然后加入1 mL浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液（含有10 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠），超声1分钟，涡旋30分钟，最后得到白色胶体分散物。将25 μL所制备的胶体分散物滴涂到载玻片上，然后放置于37 °C烘箱中，30分钟后取出即得到金纳米团簇-聚电解质固相复合物。
（三）IMPLICATION型逻辑门的构建
将步骤（二）所得的金纳米团簇-聚电解质固相复合物分别加入到10 mL含不同输入信号的醋酸盐缓冲液（pH=4.6），室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下目视观察或用数码相机拍照后用Adobe Photoshop CS4软件读取照片固相复合物处的RGB红值。IMPLICATION型固相逻辑门的输入信号-1为100 μmol/L Fe2+；IMPLICATION型固相逻辑门的输入信号-2为1 mmol/L H+（对应于pH 3.0）。
本发明的优点：
（1）本发明基于H+可抑制Fe2+对pH=4.6醋酸缓冲液中金纳米团簇-聚电解质固相复合物的荧光猝灭而设计的一种IMPLICATION逻辑门。
（2）本发明所使用的信号转换器金纳米团簇-聚电解质固相复合物制备过程简单快速。
（3）本发明所构建的逻辑门响应速度快，可以在10分钟内完成信号输出。
（4）本发明所构建的逻辑门具有操作简便、移植性好、可重置、信号读取多样化等突出优点。
附图说明
图1为不同输入信号作用后金纳米团簇-聚电解质固相复合物在紫外灯302 nm波长下的外观图。
图2为不同输入信号作用后金纳米团簇-聚电解质固相复合物处的RGB红值图。
具体实施方式
IMPLICATION逻辑门的输入信号-1为100 μmol/L Fe2+，输入信号-2为1 mmol/L H+（对应于pH 3.0）。当含有输入信号时，定义为1；当不含有输入信号时，定义为0。四种输入信号形式分别为：既不含有100 μmol/L Fe2+又不含有1 mmol/L H+，定义为（0，0）；含有100 μmol/L Fe2+但不含有1 mmol/L H+，定义为（1，0）；不含有100 μmol/L Fe2+但含有1 mmol/L H+，定义为（0，1）；既含有100 μmol/L Fe2+又含有1 mmol/L H+，定义为（1，1）。输出信号为金纳米团簇-聚电解质固相复合物的荧光。当金纳米团簇-聚电解质固相复合物有荧光时，定义为1；当金纳米团簇-聚电解质固相复合物无荧光时，定义为0。输出信号分为两种读取形式：（1）紫外灯302 nm波长下目视观察，具有橙黄色荧光定义为1，不具有橙黄色荧光定义为0；（2）用Adobe Photoshop CS4软件读取照片固相复合物处的RGB红值，红值大于40定义为1，红值小于40定义为0。
实施例1：
BSA/3-MPA-金纳米团簇荧光材料的制备：2.5 mL浓度为50 mg/mL的牛血清白蛋白与2.5 mL浓度为10 mmol/L 的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.25 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.25 mL浓度为4 mol/L的3-巯基丙酸溶液，振摇混匀，4 °C下反应1小时，反应液由浅黄色变为无色。将反应液用截留分子量7000的透析袋在20 mmol/L pH 3磷酸盐缓冲液中透析48小时，然后再在去离子水中继续透析12小时，得到BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液。4 °C暗处保存，能保持至少两个月的相对稳定。
实施例2：
BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物的制备：0.5 mL浓度为0.5 mol/L的氯化钠溶液（含有10 mg/mL聚二烯丙基二甲基氯化铵）加入到0.5 mL实施例1制得的金纳米团簇溶液中，超声15秒；然后加入1 mL浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液（含有10 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠），超声1分钟，涡旋30分钟，得到白色胶体分散物。将25 μL所制备的胶体分散物滴涂到载玻片上，然后放置于37 °C烘箱中，30分钟后取出即得到金纳米团簇-聚电解质固相复合物。
实施例3：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL 50mmol/L pH=4.6的醋酸盐缓冲溶液，室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物具有橙黄色荧光。即当输入信号为（0，0）时，输出信号为1（见图1）。
实施例4：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL 50mmol/L pH=4.6的醋酸盐缓冲溶液，室温反应10分钟，Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物处的RGB红值，红值大于40。即当输入信号为（0，0）时，输出信号为1（见图2）。
实施例5：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL 含有100 μmol/L Fe2+的50 mmol/L pH=4.6的醋酸盐缓冲溶液，室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物不具有橙黄色荧光。即当输入信号为（1，0）时，输出信号为0。加入2 mmol/L焦磷酸钠后，猝灭的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物的荧光可发生恢复（见图1）。
实施例6：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL含有100 μmol/L Fe2+的50 mmol/L pH=4.6的醋酸盐缓冲溶液，室温反应10分钟，AdobePhotoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物处的RGB红值，红值小于40。即当输入信号为（1，0）时，输出信号为0。加入2 mmol/L焦磷酸钠后，猝灭的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物的荧光可发生恢复，红值大于40（见图2）。
实施例7：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL含有1mmol/L H+的50 mmol/L醋酸盐缓冲溶液（pH=3.0），室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物具有橙黄色荧光。即当输入信号为（0，1）时，输出信号为1（见图1）。
实施例8：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL 含有1mmol/L H+的50 mmol/L醋酸盐缓冲溶液（pH=3.0），室温反应10分钟，Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物处的RGB红值，红值大于40。即当输入信号为（0，1）时，输出信号为1（见图2）。
实施例9：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL含有100 μmol/L Fe2+和1 mmol/L H+的50 mmol/L醋酸盐缓冲溶液（pH=3.0），室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物具有橙黄色荧光。即当输入信号为（1，1）时，输出信号为1（见图1）。
实施例10：
在实施例2制得的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物加入10 mL含有100 μmol/L Fe2+和1 mmol/L H+的50 mmol/L醋酸盐缓冲溶液（pH=3.0），室温反应10分钟，，Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物处的RGB红值，红值大于40。即当输入信号为（1，1）时，输出信号为1（见图2）。
以上所述仅为本发明的典型实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是输入信号1为Fe2+，输入信号2为H+；信号转换器为BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物；输出信号为BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的荧光；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇由下述方法制备：2.5 mL浓度为50 mg/mL的牛血清白蛋白与2.5 mL浓度为10 mmol/L 的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.25 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.25 mL浓度为4 mol/L的3-巯基丙酸溶液，振摇混匀，4 °C下反应1 h，反应液由浅黄色变为无色，将反应液用截留分子量7000的透析袋在20 mmol/L pH=3.0磷酸盐缓冲液中透析48小时，然后再在去离子水中继续透析12小时，得到BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物由下述方法制备：0.5 mL含有10 mg/mL聚二烯丙基二甲基氯化铵的0.5 mol/L 氯化钠溶液加入到0.5 mL BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液中，超声15秒，加入1 mL含有10 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠的0.5 mol/L 氯化钠溶液，超声1分钟，涡旋30分钟，得到白色胶体分散物，将25 μL所制备的胶体分散物滴涂到载玻片上，放置于37 °C烘箱中，30分钟后取出即得到BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物；输入信号1为Fe2+的浓度为100 μmol/L，输入信号2为H+的浓度为1 mmol/L；当含有输入信号时，定义为1；当不含有输入信号时，定义为0；四种输入信号形式分别为：既不含有100 μmol/LFe2+又不含有1 mmol/L H+，定义为（0，0）；含有100 μmol/L Fe2+但不含有1 mmol/L H+，定义为（1，0）；不含有100 μmol/L Fe2+但含有1 mmol/L H+，定义为（0，1）；既含有100 μmol/LFe2+又含有1 mmol/L H+，定义为（1，1）。
2.根据权利要求1所述的一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是紫外灯302 nm波长下目视观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物具有橙黄色荧光时，输出信号定义为1，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物不具有橙黄色荧光时，输出信号定义为0。
3.根据权利要求1所述的一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是用Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物处的RGB红值，红值大于40定义为1，红值小于40定义为0。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是当输入信号为（0，0）时，输出信号为1；当输入信号为（1，0）时，输出信号为0；当输入信号为（0，1）时，输出信号为1；当输入信号为（1，1）时，输出信号为1。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门，其特征是当加入2 mmol/L焦磷酸钠后，猝灭的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的荧光恢复，逻辑门重置。
6.一种基于BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物的IMPLICATION固相逻辑门的构建方法，其特征是将BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物分别加入到10 mL含不同输入信号的pH为4.6的醋酸盐缓冲液，混匀，室温反应10分钟，紫外灯302 nm波长下目视观察BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物是否具有橙黄色荧光或用Adobe PhotoshopCS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物处的RGB红值；输入信号1为Fe2+的浓度为100 μmol/L，输入信号2为H+的浓度为1 mmol/L；当含有输入信号时，定义为1；当不含有输入信号时，定义为0，四种输入信号形式分别为：既不含有100 μmol/L Fe2+又不含有1 mmol/L H+，定义为（0，0）；含有100 μmol/L Fe2+但不含有1 mmol/L H+，定义为（1，0）；不含有100 μmol/L Fe2+但含有1 mmol/L H+，定义为（0，1）；既含有100 μmol/L Fe2+又含有1mmol/L H+，定义为（1，1）；紫外灯302 nm波长下目视观察，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物具有橙黄色荧光时，输出信号定义为1，BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物不具有橙黄色荧光时，输出信号定义为0，或用Adobe Photoshop CS4软件读取照片BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质复合物处的RGB红值，红值大于40定义为1，红值小于40定义为0；当输入信号为（0，0）时，输出信号为1；当输入信号为（1，0）时，输出信号为0；当输入信号为（0，1）时，输出信号为1；当输入信号为（1，1）时，输出信号为1；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇由下述方法制备：2.5 mL浓度为50 mg/mL的牛血清白蛋白与2.5 mL浓度为10 mmol/L的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.25 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.25 mL浓度为4 mol/L的3-巯基丙酸溶液，振摇混匀，4 °C下反应1 h，反应液由浅黄色变为无色，将反应液用截留分子量7000的透析袋在20 mmol/L pH=3.0磷酸盐缓冲液中透析48小时，然后再在去离子水中继续透析12小时，得到BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液；所使用的BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物由下述方法制备：0.5 mL含有10 mg/mL聚二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液加入到0.5 mL BSA/3-MPA-金纳米团簇溶液中，超声15秒，加入1 mL含有10 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠的浓度为0.5 mol/L 的氯化钠溶液，超声1分钟，涡旋30分钟，得到白色胶体分散物，将25 μL所制备的胶体分散物滴涂到载玻片上，放置于37 °C烘箱中，30分钟后取出即得到BSA/3-MPA-金纳米团簇-聚电解质固相复合物。
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