[發明專利]一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910369655.9
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110082329B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李全發;徐南南;王源秀;師雪芹;王寶娟;高鵬;吳爽;常欣;熊聲麒;楊剛
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C12N11/14
• 代理公司: 溫州市品創專利商標代理事務所(普通合伙) 33247
• 代理人: 程春生

本發明屬于功能納米熒光材料的制備和應用領域，公開了一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇及制備方法和應用。本發明通過環境友好的一步合成法制備了一種新的菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇，方法是將菠蘿蛋白酶和氯鉑酸混合后調節pH值，緩慢加入NaBH₄至溶液由淡黃色轉變為棕色后水浴，透析后制得。該材料可用于檢測水樣中的Fe³⁺含量，該檢測方法，簡便高效，特異性強，靈敏度高，對于含有重金屬離子的實際樣品的檢測具有重要價值。該菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇還可以用于追蹤其在食品、化妝品、醫藥及治療領域的應用中的分布及效果。

技術領域

本發明屬于功能熒光納米材料的制備和應用領域，特別涉及一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇及制備方法和應用。

背景技術

鉑納米簇是一種由幾至幾十個鉑原子組成的新型納米材料，其尺寸一般不超過2nm。鉑納米簇具有良好的熒光特性，光穩定性，低毒性，生物相容性，表面易修飾等眾多優勢，受到研究者越來越廣泛的關注。由于納米簇所具有的優良特性，使其在重金屬檢測，生物成像等方面有著廣泛的用途，但是熒光量子產率高，生物相容性好，并且簡單易重復的鉑納米簇難以合成。

水中含鐵量過多，會造成嚴重危害，可引起食欲不振、嘔吐、腹瀉、胃腸道紊亂、大便失常。若將含鐵廢水直接排放，廢水中存在的溶解性鐵離子造成水體中的溶解氧迅速降低，排水是赤橙色且渾濁，對環境造成嚴重污染。現有技術中，對水環境中重金屬的檢測已有多種方法，主要有原子吸收光譜法，原子發射光譜法，原子熒光光譜法，絡合滴定法和電感耦合等離子體質譜法以及電化學分析方法等。但是，這些方法不僅要求復雜精密的儀器，而且樣品的預處理時間過長，過程復雜，耗費財力。因此需要尋求便捷，快速，花費少的檢測方法。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇。本發明還提供了一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇的制備方法。本發明還提供了菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇的應用。本發明的菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇，是利用菠蘿蛋白酶(Bromelain)作為模板進行制備的熒光鉑納米簇(Bromelain-PtNanoclusters,Bromelain-PtNCs)。菠蘿蛋白酶是純天然植物蛋白酶，本發明以它為模板采用環境友好的一步法制備了一種新的熒光鉑納米簇。該納米簇可應用于水環境中鐵的監測，其檢測方法簡便高效，特異性強，靈敏度高。

本發明的一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇，是在鉑納米簇外表面包覆有菠蘿蛋白酶。

所述的菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇的粒徑在0.6-2.4nm之間，平均粒徑為1.5nm，其熒光最大激發波長為380nm，最大發射波長為460nm。

所述的菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇，可保留原料菠蘿蛋白酶的80％左右的活性，優選75-82％。

本發明所述的一種菠蘿蛋白酶包裹的熒光鉑納米簇的制備方法，包括如下步驟：將菠蘿蛋白酶和氯鉑酸以1：10-1：15摩爾比混合，渦旋器充分混勻5min，再加入NaOH調節pH值為10-13，渦旋器再次混勻5min，緩慢加入NaBH₄至溶液由淡黃色轉變為棕色；將所制備的樣品于45-65℃水浴6-16h后，將產物置于1000Da的透析袋中透析12-24h，得到菠蘿蛋白酶包裹鉑納米簇聚合物，將此聚合物在4℃低溫避光保存。

優選所述菠蘿蛋白酶和氯鉑酸的摩爾比為1：13。此比例時合成效果最佳，化學反應最完全，產率最高。

優選在2mL的制備反應體系內，加入60μL的濃度為0.5M的NaBH₄。此時產率最高，熒光效果最明顯。

優選水浴溫度為60℃，此溫度時菠蘿蛋白酶和金屬結合的效果最好。

優選水浴時間為12h，采用此時間時化學反應最完全，產率最高。

優選，pH值為12時，產率最高，熒光效果最明顯。