[发明专利]羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇及其制备方法

说明书

本发明公开一种羧化壳聚糖‑二硫苏糖醇‑金纳米团簇及其制备方法，以二硫苏糖醇作还原剂和配位剂、以羧化壳聚糖为稳定剂一步合成水溶性金纳米团簇荧光材料。本发明是一种新型金纳米团簇荧光材料的制备方法，具有制备快速、简单、环保、量子产率高等优点。所合成的羧化壳聚糖‑二硫苏糖醇‑金纳米团簇显示出强烈的红色荧光（最大发射波长650nm），具有荧光寿命长（3.7μs和9.7μs），稳定性高，斯托克斯位移大（365 nm）等优点。

技术领域

本发明涉及羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料及其制备方法，属于纳米技术领域。

背景技术

近年来，荧光金属纳米团簇，尤其是金纳米团簇（gold nanoclusters，AuNCs），作为一种新型的荧光纳米材料备受关注。金纳米团簇是指在一定的分子层保护下，由几个到几百个金原子组成的相对稳定的分子级聚集体。由于其尺寸接近于电子的费米波长（约0.7nm），连续的能态性质分裂为离散的能态，并出现类似分子的尺寸依赖效应。金纳米团簇材料用作荧光探针具有光物理性质好、比表面积大、表面易于修饰以及荧光性质可调等优点，因此，其在生物监测、生物标记、药物传递上有着广泛的应用前景。

到目前为止，硫醇、膦、树枝状大分子、氨基酸、多肽和蛋白质等已经被报道可用于金纳米团簇的合成。其中，硫醇是最为常用的配体分子。硫醇可通过其分子结构中的巯基与金原子发生强烈相互作用，所得产物稳定性高且性质优良。硫醇保护的金纳米团簇的水溶性大小与其表面硫醇分子所含基团密切相关。通常情况下，硫醇分子末端需含有羧基和氨基以稳定金核。这就造成可用于制备水溶性金纳米团簇的硫醇配体分子十分有限，大大限制了其在相关领域的应用。

本发明以二硫苏糖醇为还原剂，在羧化壳聚糖存在的条件下一步合成水溶性羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料。羧化壳聚糖作为稳定剂，二硫苏糖醇为还原剂和配体控制金纳米团簇的形成。

发明内容

本发明的目的是提供一种羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料及其以二硫苏糖醇为还原剂和配体，以羧化壳聚糖为稳定剂一步合成水溶性金纳米团簇荧光材料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是以羧化壳聚糖作为稳定剂，二硫苏糖醇为还原剂和配体控制金纳米团簇形成羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇。

所述的羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是将浓度为0.4 mol/L氢氧化钠溶液和浓度为20 mg/mL氯金酸预先混合，而后加入浓度为0.1~100mg/mL羧化壳聚糖溶液和浓度为0.01~0.2 mol/L的二硫苏糖醇溶液，摇匀后置于水浴锅中恒温反应0.1~16 h得到羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇溶液；取出羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇溶液用透析袋在双蒸水中透析24 h，得到纯化后的羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇溶液；纯化后的羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇溶液冷冻干燥后得到羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇粉末。

所述的羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是氯金酸溶液、氢氧化钠溶液、羧化壳聚糖溶液、二硫酸糖醇溶液的体积比为8：5：37：50，反应总体积为20 mL。

所述的羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是所用的羧化壳聚糖溶液和二硫苏糖醇溶液的浓度优选为50 mg/mL和0.1 mol/L，反应时间优选为8 h。

所述的羧化壳聚糖-二硫苏糖醇-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是氯金酸溶液、羧化壳聚糖、氢氧化钠溶液、二硫苏糖醇溶液混匀后37℃反应8 h。