[發明專利]基于蛋殼膜平臺紅色熒光銅納米團簇原位合成方法及應用

有效

• 申請號: 201810327314.0
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108535230B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 邵從英;李春波;李露;黃敏
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;B22F9/24;B82Y40/00;B82Y35/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種基于蛋殼膜反應平臺紅色熒光銅納米團簇原位合成的方法及應用，該方法以蛋殼膜為反應平臺，銅鹽為金屬前驅物，二硫蘇糖醇為還原劑，原位合成了包埋在蛋殼膜內的熒光銅納米團簇復合材料，結構記為Cu NCs/ESM，所制備的復合膜材料在紫外燈下整體發出很強的紅色熒光。該合成方法簡單、經濟、易行，并成功應用于表面熒光圖案化。此外，Cu NCs/ESM復合膜材料可作為銀離子檢測試紙，實現溶液中銀離子的可視化檢測。本方法所制備的熒光復合膜材料方便回收和循環利用，在傳感、催化、光電器件、防偽、表面增強拉曼等領域有巨大的應用前景。

技術領域

本發明屬于熒光金屬納米團簇的制備與應用領域，具體涉及一種基于蛋殼膜平臺紅色熒光銅納米團簇原位合成方法及應用。

背景技術

金屬納米團簇(NCs)一般由幾個至幾十個金屬原子組成，具有類似分子的性質，如不連續的能級狀態、與尺寸相關的熒光性等。作為一種新興的熒光納米材料，金屬納米團簇因其超小的尺寸、良好的生物相容性、獨特的光學電學性質等，在傳感、催化、生物成像、光電器件等領域有廣泛的應用。然目前研究主要集中在熒光金、銀兩種貴金屬納米團簇，對其他種類的金屬納米團簇研究較少。由于貴金屬的自然資源有限，近年來，關于減少貴金屬的使用引起了越來越多的關注，科學家們正致力于用Cu、Ni、Fe等第一行過渡金屬來取代Au、Ag、Pt、Pd等貴金屬在各領域的應用。其中，銅納米材料具有較高的導電、催化性能，性質類似于Au、Ag等貴金屬，且廉價經濟，應用廣泛，但是采用傳統方法制備的銅納米材料尺寸較大，粒徑不均，容易氧化，不穩定。目前，基于蛋白質、DNA等大分子的模板法已證明是合成熒光銅納米團簇的有效方法，但是關于熒光銅納米團簇的合成與性能研究仍具有很大的挑戰與機遇。另一方面，已報道的金屬納米團簇的合成方法大多比較復雜、耗時，合成條件也較苛刻，而且幾乎全是在均相溶液體系中合成，原始產物多具有尺寸異質性，進一步研究時，還需要純化處理，這在很大程度上限制了熒光金屬納米團簇應用范圍的拓展。因此，鑒于目前制備的銅納米團簇多為液相，且發出的熒光多為短波長的藍光，為拓展熒光銅納米團簇的形態與應用，制備能夠發出紅色熒光的固相銅納米團簇是很有意義的。但是，目前僅有的少許固態銅納米團簇的報道其制備方法均較繁瑣且不是采用的原位合成方法。蛋殼膜(ESM)作為禽蛋產品的副產物，資源豐富，是一種不溶于水的固態生物材料，具有微觀的纖維網狀結構，主要成分為蛋白質，占膜重90％左右，以ESM為反應平臺，銅鹽為金屬前驅物，二硫蘇糖醇為還原劑，原位合成包埋在蛋殼膜內的紅色熒光銅納米團簇復合材料(Cu NCs/ESM)，尚未見報道。同時，對所制備的Cu NCs/ESM復合膜材料在表面熒光圖案化和離子檢測試紙方面的應用進行研究也具有很大的創新性。

發明內容

本發明是針對現有技術的不足，提供一種簡單易行、廉價經濟、通用的固態整體熒光銅納米團簇復合膜材料的原位合成方法，并研究其在表面熒光圖案化和離子檢測試紙方面的應用。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

基于蛋殼膜平臺紅色熒光銅納米團簇原位合成方法，所述的合成方法包括以下步驟：

(1)從新鮮的雞蛋殼內揭下蛋殼膜，用去離子水將蛋殼膜沖洗干凈，裁剪，浸泡在去離子水中，待用；

(2)取浸泡后的蛋殼膜置于可溶性銅鹽水溶液中，室溫下孵化作用一段時間；

(3)取出吸附了銅離子的蛋殼膜并將表面游離的銅離子沖洗干凈后，置于二硫蘇糖醇水溶液中，室溫下靜置反應3小時，即得到包埋在蛋殼膜內的熒光銅納米團簇復合材料。

進一步，步驟(1)蛋殼膜裁剪的尺寸為：寬為0.9-1.1cm，長為1.9-2.1cm。

進一步，步驟(2)中蛋殼膜與可溶性銅鹽水溶液的比例為1:0.9-1.2片/mL。

進一步，步驟(2)所述的可溶性銅鹽的濃度為50mmol·L^-1。

進一步，步驟(2)所述的可溶性銅鹽包括硫酸銅、醋酸銅、硝酸銅和氯化銅。