[發明專利]一種熒光銅納米團簇探針的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610040451.7
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105713602B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 張國梅;徐婷;張彥;張彩紅;雙少敏
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C09K11/58
• 分類號: C09K11/58;G01N21/64;B22F9/24;B22F1/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司)14105
• 代理人: 張福增

技術領域

本發明涉及熒光納米材料制備技術領域，具體涉及一種熒光銅納米團簇探針的制備方法，以及所制備的探針在檢測pH中的應用。

背景技術

金屬納米團簇，是一種金屬核心尺寸小于2nm的超小納米粒子。最近幾年，熒光強度高，穩定性好的金屬納米團簇被密集的報道作為新型熒光納米團簇探針，用于檢測很多種類的目標物。金屬納米團簇的一個明顯特征是它強的光致發光，并且具有良好的光穩定性，大的斯托克斯位移和高的發射效率，因而引起了研究者廣泛的興趣。相對于金和銀來說，銅更便宜。因此，銅納米團簇逐漸成為金屬納米材料中的重要組成部分，并廣泛應用于化學分析、生物傳感、生物成像、離子檢測等研究領域。

生物大分子如多肽和蛋白質，具有良好的生物相容性，自身具備多種生物功能，易于實現銅納米團簇的功能化，也常用作合成熒光銅納米團簇探針的優良模板。文獻(Ultra sensitive and wide-range pH sensor based on the BSA-capped Cu nanoclusters fabricated by fast synthesis through the use of hydrogen peroxide additive,X.Q.Liao,R.Y.Li,X.H.Long,Z.J.Li,RSC Adv.,2015,5,48835-48841)，用一種商業化的常見蛋白質----牛血清白蛋白，加入過氧化氫，合成了高發光的銅納米團簇，對不同緩沖溶液的pH有響應，可以完成對實際水樣中pH的檢測。但是，該方法合成過程有些繁瑣，成本較高，因此我們迫切需要一種合成簡單，成本低廉的新方法。

發明內容

本發明目的在于提供一種熒光銅納米團簇探針的制備方法，該方法操作簡單，反應條件溫和，所得熒光銅納米團簇探針粒徑較小，分散性好，能用于實際水樣中pH的檢測。

為實現上述目的，本發明提供的一種熒光銅納米團簇探針的制備方法，步驟包括：

(1)將蠶繭剪成1-2cm²的小片，將蠶繭小片置于0.01-0.03mol/L碳酸鈉溶液中，在90-110℃下加熱脫膠0.5-2h，制得絲素蛋白；

(2)將步驟(1)得到的絲素蛋白用去離子水清洗2-4次，在CaCl₂:水:乙醇＝1:8:2的混合溶液中，在70-90℃下加熱1-3h，使絲素蛋白溶解；

(3)向步驟(2)得到的絲素蛋白溶液冷卻至室溫，過濾，透析48h，置于4℃冰箱中備用；

(4)量取步驟(3)得到的絲素蛋白溶液，不斷攪拌下，向絲素蛋白溶液中加入8-15mmol/L硝酸銅，繼續攪拌使兩者充分混勻，絲素蛋白水溶液與硝酸銅溶液的體積比為1-4:1；

(5)向步驟(4)得到的混合溶液中加入25μL濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液，在25-95℃下繼續攪拌2-10h；

(6)將步驟(5)得到的混合溶液經過離心，最終得到熒光銅納米團簇探針溶液。

步驟(1)中碳酸鈉溶液的濃度優選為0.02mol/L。

步驟(1)中蠶繭小片與碳酸鈉溶液優選在100℃下加熱1h。

步驟(2)中得到的脫膠后的絲素蛋白用去離子水清洗優選3次，在CaCl₂:水：乙醇＝1:8:2的混合溶液中，優選在80℃下加熱2h,使其溶解。

步驟(3)中透析是用截留分子量為8000-14000Da的透析袋。

步驟(4)中的硝酸銅溶液的濃度優選為10mmol/L。

步驟(4)中的絲素蛋白水溶液與硝酸銅溶液的體積比優選為3:1。

步驟(5)中，優選在55℃下攪拌6h。

步驟(6)中離心是以13000r/min轉速離心10min。

本發明方法制備的熒光銅納米團簇探針可用于檢測實際水樣中的pH。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

(1)以絲素蛋白為模板，原料廣泛易得，綠色環保，制備方法簡單，成本低廉。

(2)制得的熒光銅納米團簇探針具有良好的藍色發光性能，將其用于構建實際水樣中檢測pH的傳感體系，可以避免其它金屬離子的干擾。本發明制備的熒光銅納米團簇探針可檢測實際水樣中的pH。

(3)制得的熒光銅納米團簇探針尺寸小、光穩定性強、毒副作用小、水溶性好，熒光強度高，在生物成像、生物標記等領域有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明制備的熒光銅納米團簇探針的作用機理示意圖