[发明专利]一种水溶性发光银纳米团簇及其制备方法和应用

说明书

本发明采用3,4‑二羟基‑L‑苯丙氨酸为还原剂及配体保护剂制备了一种具有良好发光性能的水溶性发光银纳米团簇，制备过程简单，对环境友好，避免了常用的还原剂硼氢化钠、抗坏血酸及表面活性剂等化学试剂的加入，其荧光发射峰在460nm左右，在紫外灯光下，以黑色背景观察时，呈现强烈的蓝色荧光，荧光量子产率可达3.50％。制备方法避免了强碱NaOH的使用，反应可控，粒径分布均匀，平均粒径为1.58nm，具有良好的抗光漂白性，且室温保存稳定性可达6个月以上，可对PPi进行直接检测并显示了高的灵敏性和选择性。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种水溶性发光银纳米团簇及其制备方法和应用。

背景技术

焦磷酸盐(PPi)是最重要的生物阴离子之一，在能量传导、能量存储、细胞代谢、基因调控和信号转导等生物过程中发挥着重要的作用，例如DNA和RNA聚合反应、三磷酸腺苷(ATP)的水解以及酶活性的调节。PPi在食品行业中被广泛应用于食品添加剂，不仅可以复合金属离子，保护维生素C免受损害，还可以保持香肠和罐头肉的水分。PPi还是人体肌肉和血管等器官的钙化抑制剂之一，可以抑制无定形盐向结晶磷酸钙的转化，从而抑制羟基磷灰石晶体的生长，因此，它常被用作美白牙膏的抗牙垢成分。然而最近的研究表明，人体如果摄入过多的PPi会增加心血管疾病、关节炎、软骨钙化病以及焦磷酸钙沉积病(CPDD)发生的风险。此外，PPi是主要的磷污染物之一，天然水中磷酸盐浓度过高会导致水体富营养化，从而降低溶解氧的浓度，最终导致某些鱼类和其他水生动物窒息死亡。因此，对于环境和人类而言，建立一种快速、灵敏的方法检测PPi具有重要意义。

目前，已经采用许多方法来检测PPi，包括化学发光法、酶促技术、毛细管电泳法，电化学传感法以及分光光度法，但是这些方法具有耗时长、样品预处理过程复杂、仪器昂贵和操作繁琐的缺点。近年来，荧光分析法由于操作便捷、灵敏度高、信号响应快、成本低、实时检测且对样品几乎无损伤等优点，在分析检测领域被广泛研究。常见的荧光材料有半导体量子点、有机荧光探针以及金属纳米团簇。大多数量子点的合成通常使用高毒性的镉，而且合成过程涉及一些有毒的试剂。有机荧光探针的制备很复杂，并且大部分探针不溶于水，限制了其在生物系统中的应用。金属纳米团簇制备过程简单，几乎不涉及有机和有毒溶剂，而且具有和量子点材料一样的强光致发光、良好的光漂白性以及水溶性等优点。目前已建立的金属纳米团簇检测PPi的方法通常是基于PPi与金属离子之间的强配位相互作用，金属离子(如铜离子)诱导纳米材料荧光猝灭，由于PPi对金属中心的络合能力更强，因此在含有金属离子的纳米团簇中添加PPi会使荧光团重新释放到溶液中，并伴随着荧光恢复的现象。由于荧光检测过程依赖于铜离子的荧光关闭过程，因此对于复杂基质(如血清)中PPi的检测含硫醇物质的干扰可能很明显。因此开发可靠且灵敏的PPi直接检测的荧光方法仍然具有很大的挑战。