[发明专利]一种荧光铜纳米团簇探针的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料制备技术领域，具体涉及一种荧光铜纳米团簇探针的制备方法，以及所制备的探针在检测pH中的应用。

背景技术

金属纳米团簇，是一种金属核心尺寸小于2nm的超小纳米粒子。最近几年，荧光强度高，稳定性好的金属纳米团簇被密集的报道作为新型荧光纳米团簇探针，用于检测很多种类的目标物。金属纳米团簇的一个明显特征是它强的光致发光，并且具有良好的光稳定性，大的斯托克斯位移和高的发射效率，因而引起了研究者广泛的兴趣。相对于金和银来说，铜更便宜。因此，铜纳米团簇逐渐成为金属纳米材料中的重要组成部分，并广泛应用于化学分析、生物传感、生物成像、离子检测等研究领域。

生物大分子如多肽和蛋白质，具有良好的生物相容性，自身具备多种生物功能，易于实现铜纳米团簇的功能化，也常用作合成荧光铜纳米团簇探针的优良模板。文献(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)，用一种商业化的常见蛋白质----牛血清白蛋白，加入过氧化氢，合成了高发光的铜纳米团簇，对不同缓冲溶液的pH有响应，可以完成对实际水样中pH的检测。但是，该方法合成过程有些繁琐，成本较高，因此我们迫切需要一种合成简单，成本低廉的新方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种荧光铜纳米团簇探针的制备方法，该方法操作简单，反应条件温和，所得荧光铜纳米团簇探针粒径较小，分散性好，能用于实际水样中pH的检测。

为实现上述目的，本发明提供的一种荧光铜纳米团簇探针的制备方法，步骤包括：

(1)将蚕茧剪成1-2cm²的小片，将蚕茧小片置于0.01-0.03mol/L碳酸钠溶液中，在90-110℃下加热脱胶0.5-2h，制得丝素蛋白；

(2)将步骤(1)得到的丝素蛋白用去离子水清洗2-4次，在CaCl₂:水:乙醇＝1:8:2的混合溶液中，在70-90℃下加热1-3h，使丝素蛋白溶解；

(3)向步骤(2)得到的丝素蛋白溶液冷却至室温，过滤，透析48h，置于4℃冰箱中备用；

(4)量取步骤(3)得到的丝素蛋白溶液，不断搅拌下，向丝素蛋白溶液中加入8-15mmol/L硝酸铜，继续搅拌使两者充分混匀，丝素蛋白水溶液与硝酸铜溶液的体积比为1-4:1；

(5)向步骤(4)得到的混合溶液中加入25μL浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，在25-95℃下继续搅拌2-10h；

(6)将步骤(5)得到的混合溶液经过离心，最终得到荧光铜纳米团簇探针溶液。

步骤(1)中碳酸钠溶液的浓度优选为0.02mol/L。

步骤(1)中蚕茧小片与碳酸钠溶液优选在100℃下加热1h。

步骤(2)中得到的脱胶后的丝素蛋白用去离子水清洗优选3次，在CaCl₂:水：乙醇＝1:8:2的混合溶液中，优选在80℃下加热2h,使其溶解。

步骤(3)中透析是用截留分子量为8000-14000Da的透析袋。

步骤(4)中的硝酸铜溶液的浓度优选为10mmol/L。

步骤(4)中的丝素蛋白水溶液与硝酸铜溶液的体积比优选为3:1。

步骤(5)中，优选在55℃下搅拌6h。

步骤(6)中离心是以13000r/min转速离心10min。

本发明方法制备的荧光铜纳米团簇探针可用于检测实际水样中的pH。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)以丝素蛋白为模板，原料广泛易得，绿色环保，制备方法简单，成本低廉。

(2)制得的荧光铜纳米团簇探针具有良好的蓝色发光性能，将其用于构建实际水样中检测pH的传感体系，可以避免其它金属离子的干扰。本发明制备的荧光铜纳米团簇探针可检测实际水样中的pH。

(3)制得的荧光铜纳米团簇探针尺寸小、光稳定性强、毒副作用小、水溶性好，荧光强度高，在生物成像、生物标记等领域有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明制备的荧光铜纳米团簇探针的作用机理示意图