[发明专利]一种双色荧光金铜复合纳米簇的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种双色荧光金铜复合纳米簇的制备方法，基于这种金铜复合纳米簇能在单一波长光激发下发射两种不同颜色的荧光，实现比率荧光探针对汞离子及汞化合物的高灵敏度检测。

背景技术

随着越来越多纳米材料制备方法的出现，贵金属纳米簇成为了越来越重要的一类材料。金属纳米簇作为一种近些年来发现的新型纳米材料，一般由几个到几十个金属原子构成的相对稳定的纳米结构，其尺寸一般为几个纳米。纳米簇的颗粒尺寸与电子的费米波长相当时，因为量子尺寸效应，使能级变得不连续，就可受激发生电子跃迁而产生较强荧光。因此，与传统有机染料和量子点相比，金属纳米簇除具有优良的荧光性能外，还具有粒径小、生物相容性好、无毒、对环境友好、良好的催化性等优点。由于相比于单一组分贵金属纳米簇表现出的光电性质，金属复合纳米簇可在一定程度上形成具有独特性质的新型金属纳米簇，复合纳米簇越来越受到人们的重视，且使得他们应用广泛，如催化、传感、电子应用、医疗诊断等等。到目前为止，有很多关于贵金属纳米簇的制备方法被研究出来，但是相对来说，贵金属复合纳米簇的制备方法少见，所以一种简单的金属复合纳米簇的制备方法受到人们的期待，发展新的方法和技术制备金铜复合纳米簇对环境分析的快速发展有着重要的现实意义。

荧光分析法具有检测灵敏度高、检测速度快、选择性强、使用简便、测定结果稳定等优势，在环境分析中得到广泛应用，但它结果的精确性容易受到外部环境，检测底物和光漂白、探针负载和留存等因素的影响。比率荧光法是以两个不同波长处荧光强度的比值作为相应信号以确定目标物含量的一种新型检测技术，比率荧光技术的出现正好克服了荧光分析法的不足。因其不受光源强度和仪器灵敏度的影响，比率荧光探针的灵敏度、选择性和动态范围大大提高，所以设计比率荧光探针具有重要的实际意义。

重金属元素具有生物富集性，水体中的重金属元素容易被鱼类等生物体吸收和积蓄，通过生物链在人体内积累，对人体健康造成严重的危害，因此，发展环境样品中微量重金属的检测方法具有重要意义。汞离子作为一种有毒的重金属离子，会对人体的健康造成很大的危害，严重损伤人的神经系统以及肝脏系统。传统的检测方法如原子光谱法、电化学分析法等由于仪器昂贵或操作繁琐，分析周期长等问题，难以满足实际应用的需求。金属纳米簇具有优良的光学性质，荧光强度能选择性地对某些金属离子响应，可以在微量检测中用以提供荧光信号，因此金属纳米簇在金属含量的测定方面的应用备受关注。

本发明通过水热法制备了一种新型的金铜复合纳米簇，且基于它的荧光对汞离子及汞化合物选择性响应，建立了高灵敏度检测汞的检测方法。

发明内容

本发明的目的旨在建立一种双色荧光金铜复合纳米簇的制备，通过这种双色荧光建立一种比率型荧光探针检测汞离子和汞化合物的方法；这种复合纳米簇在单一波长激发下能发出绿色和橙红色的双色荧光，而绿色荧光对金属离子几乎没有响应，但汞离子及其化合物能使橙红色荧光强度显著降低甚至发生猝灭，从而实现对汞的荧光选择性响应，建立比率型荧光探针检测汞离子及汞化合物，该方法快速简便、易于操作、灵敏度高。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种双色荧光金铜复合纳米簇的制备方法，包括如下步骤：

以氯金酸溶液、硝酸铜溶液和谷胱甘肽为原料，在油浴加热条件下反应，得到双色荧光金铜复合纳米簇，经后处理得到纯净的金铜复合纳米溶液。

进一步地，氯金酸、硝酸铜、谷胱甘肽的物质的量之比优选为0.01～0.05：0.01～0.05：0.05～0.2。

进一步地，反应的温度优选60～120℃，反应的时间优选为12～48小时。

在单一激发波长下，金铜复合纳米簇能同时发出绿色(450nm)和橙红色(580nm)两种荧光，而绿色荧光表现出对金属离子的惰性，但橙红色荧光能选择性响应汞离子及汞的化合物。比率荧光法是以两个不同波长处荧光强度的比值作为相应信号以确定目标物含量的一种新型检测技术，这种比率荧光技术不受光源强度和仪器灵敏度的影响，荧光探针的灵敏度、选择性和动态范围大大提高。它正好克服了单一荧光检测响应带来的精确性容易受到外部环境影响、检测底物和光漂白、探针负载和留存等因素。

上述的双色荧光金铜复合纳米簇为新型的复合材料，应用于对汞离子或/和汞化合物的荧光检测中，能实现灵敏且准确的检测，所述的汞化合物包括难降解的汞化合物在内，所述的难离解汞的化合物涉及汞络合物和有机汞等解离常数小的含汞化合物。