[发明专利]一种转铁蛋白为模板的金纳米团簇及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种转铁蛋白为模板的金纳米团簇及其制备方法和应用。所述纳米团簇的制备方法：分别配置HAuCl₄和Tf的水溶液，按摩尔比20‑60:1将它们混合，然后在室温下搅拌2‑5分钟，用NaOH溶液将混合溶液的pH调节至12后，将溶液置于微波反应器中并密封，70‑90℃下反应至少50min得到强烈红色荧光发射的AuNCs@Tf。本发明纳米团簇可用来检测铜离子，并应用于铜离子检测试纸，将铜离子的检测可视化。本发明纳米团簇还可用于检测谷胱甘肽，并经过细胞实验表明其可以靶向溶酶体来识别癌细胞。本发明纳米团簇也可用于指纹信息的加密和解密。

技术领域

本发明涉及荧光检测材料，具体是一种转铁蛋白为模板的红色荧光金纳米团簇及其制备方法和应用。

背景技术

铜离子(Cu²⁺)是人类和其他哺乳动物中的微量元素之一，在我们的身体健康中发挥着关键作用。Cu²⁺的摄入异常会造成肠道紊乱和肝脏或肾脏损害以及几种神经退行性疾病，如阿兹海默病，帕金森氏病和威尔逊氏病。此外，工业过度排放也会造成环境污染。因此找到一种灵敏的检测铜离子的方法，对于食品和环境铜离子污染的检测具有重要的价值。

谷胱甘肽(GSH)是含有巯基和γ-酰胺键的三肽，其在许多生理和病理过程中起关键作用。身体的每个细胞基本上都含有谷胱甘肽，谷胱甘肽主要由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸组成。正常水平的GSH(细胞质(2-10mM)和血浆(2-20μM))具有维持正常的免疫系统，抗氧化和综合解毒作用。然而，过量的GSH与包括包括癌症，白细胞损失，糖尿病和人类免疫缺陷病毒在内的疾病有关。另一方面，据报道GSH缺乏会导致衰老，肝脏疾病和神经退行性疾病。有趣的是，先前报道的肿瘤组织比正常组织具有更多的还原环境，并且它们的GSH浓度比正常组织高几倍。因此，检测GSH水平至关重要。

目前，有许多技术用于测定GSH，包括高效液相色谱，表面增强拉曼散射，荧光光谱，酶联免疫吸附测定，电化学伏安法，紫外可见法和毛细管电泳法。然而，这些技术通常昂贵，复杂，耗时，且对于生物系统应用而言不实用。近来，人们越来越关注用于GSH检测的荧光探针的开发，其具有操作简单，反应条件温和，灵敏度高，响应快的优点。令人失望的是，哺乳动物细胞中半胱氨酸(Cys)，同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)的类似结构和性质为每个单独的硫醇的选择性和判别性检测带来了若干挑战。目前为止，人们探索了许多荧光探针，尤其是荧光染料。然而，大多数有机染料具有窄的激发光谱，并且光稳定性差，细胞毒性和环境风险，这限制了它们的使用。此外，还开发了碳量子点荧光探针(MnO₂-CDs) 用于鉴定GSH。不幸的是，含重金属的量子点反应条件很苛刻并且具有潜在的细胞毒性。与这些材料相比，金纳米团簇具有大的斯托克斯位移，良好的生物相容性，并且在体外和体内成像方面显示出巨大的潜力。

基于此，本发明在微波条件下用转铁蛋白还原并包被四氯金酸得到发强烈红色荧光的金纳米团簇，并利用荧光性质应用于检测铜离子，检测GSH，靶向溶酶体识别癌细胞以及指纹信息的加密和解密。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转铁蛋白为模板的红色荧光金纳米团簇的制备方法，所述制备方法简单、快速；制得的纳米团簇可检测铜离子，检测GSH，靶向溶酶体识别癌细胞以及指纹信息的加密和解密。

本发明提供的一种转铁蛋白为模板的红色荧光金纳米团簇的制备方法，包括如下步骤：

分别配置HAuCl₄和Tf的水溶液，按摩尔比20-60:1将它们混合，然后在室温下搅拌2-5 分钟，用NaOH溶液将混合溶液的pH调节至12后，将溶液置于微波反应器中并密封，70-90℃下反应至少50min得到强烈红色荧光发射的AuNCs@Tf。之后放入4℃冰箱备用。

所述的HAuCl₄和Tf的摩尔比优选为40:1。

所述的微波反应器中反应条件优选为80℃下60min。