金纳米簇和碳量子点复合荧光探针及其应用制造技术

本发明专利技术公开了金纳米簇和碳量子点复合荧光探针，它包括：牛血清白蛋白功能化金纳米簇BSA‑AuNCs和一种荧光碳量子点CDs，摩尔比为1:1‑5；牛血清白蛋白功能化金纳米簇是由氯金酸溶液、BSA 4溶液和NaOH溶液反应制备的，荧光碳量子点是由柠檬酸、二乙烯三胺和丙酮反应制备的；组成多功能荧光复合探针的BSA‑AuNCs和分别针对Hg

Gold nanoclusters and carbon quantum dots composite fluorescent probes and their applications

The present invention discloses gold nanoclusters and carbon quantum dots composite fluorescent probe, which comprises: bovine serum albumin functionalized gold nanoclusters BSA AuNCs and a fluorescent carbon quantum dot CDs, molar ratio of 1:1 5; bovine serum albumin functionalized gold nanoclusters by chloroauric acid solution, BSA solution 4 and NaOH solution was prepared by the reaction of the fluorescent carbon quantum dots are composed of two citric acid, ethylene diamine and three acetone reaction preparation; composition of multifunctional fluorescent probe AuNCs and BSA composite respectively for Hg

【技术实现步骤摘要】
金纳米簇和碳量子点复合荧光探针及其应用
本专利技术属于纳米检测离子
，具体涉及金纳米簇和碳量子点复合荧光探针及其在对重金属离子Hg2+和Cr6+的检测的应用。
技术介绍
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属离子中，汞是一种具有剧毒却又普遍存在于自然界的污染物。汞污染会造成对脑、神经系统、内分泌系统、肾脏严重的伤害。水溶性的汞离子(Hg2+)是汞离子污染物中最平常和最稳定的形式之一，它是水环境和土壤污染的主要方式。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。无机汞离子可以被环境中的细菌转化成甲基汞，这种形式的汞污染会通过食物链传递给或聚集在更高一级的有机生物体。因此，环境中的水溶性的Hg2+的检测和监测是必要的。对于六价铬离子危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险：六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。但这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬离子并不具有这些毒性。六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。有报道，通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹。六价铬化合物在体内具有致癌作用，还会引起诸多的其他健康问题，如吸入某些较高浓度的六价铬化合物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血、溃疡和鼻中隔穿孔。短期大剂量的接触，在接触部位会产生不良后果，包括溃疡、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。摄入超大剂量的铬离子会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。皮肤接触会造成溃疡或过敏反应（六价铬是最易导致过敏的金属之一，仅次于镍）。据实验研究表明，大剂量饲喂小鼠，六价铬离子会对小鼠的繁殖产生影响，造成每窝仔鼠的数量减少和胎鼠体重下降，因此，环境中的Cr6+的检测和监测是必要的。金纳米颗粒是研究较早的一种纳米材料。它的粒子尺寸一般在1-100nm之间，随粒径的变化呈现不同的颜色，有利于肉眼观察，具有较强的显色能力，而且合成方法简单，产率高，技术成熟，已被广泛应用于感光、催化、生物标识、医学免疫、表面增强拉曼散射等诸多领域，在这里，重点阐述金纳米簇的合成、表面修饰、光学性质以及在重金属离子检测方面的应用。生物大分子如多肽和蛋白质也被应用于合成具有强荧光的金属纳米粒子-荧光金纳米簇。以蛋白质为模板合成荧光金纳米簇最经典的方法当属Xie[Protein-DirectedSynthesisofHighlyFluorescentGoldNanoclusters,XieJP,ZhengYG,YingJY.J.Am.Chem.Soc.,2009,131(3):888–889.]等人用牛血清蛋白为模板合成的具有红色荧光的金纳米簇。制备的金纳米簇具有较高的荧光量子产率(6％)，较好的稳定性。这里牛血清蛋白起到还原剂和稳定剂的作用。由于该方法操作简单，且绿色环保，所有一经报道就得到了研究者的广泛关注。碳纳米材料的一个重要的性质在于维度。目前人们对零维材料的研究主要集中在碳量子点上。纳米材料的尺寸和形状会影响它们的性质。当纳米材料的尺寸小于激子尺寸的时候，随着纳米材料尺寸的变大，其荧光发射光谱会发生红移，这就是所谓的量子限制效应。然而碳量子点没有类似于其他荧光碳纳米材料的与尺寸相关的量子限制效应。其次，随着纳米材料尺寸的减小，其表面原子数会随之增加。而由于表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性，易与其他原子相结合而稳定下来，故表现出很高的化学活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种牛血清白蛋白功能化金纳米簇及应用。一种牛血清白蛋白功能化金纳米簇，它是由下述方法制备的，包括：1）在不断的搅拌下，取9.5-10.5mM的氯金酸溶液4.8-5.2mL加入49-51mg/mLBSA4.8-5.9mL溶液中，反应；2）加入0.9-1.1M的NaOH溶液0.49-0.51mL，然后将混合溶液在36-38°C下持续搅拌反应10-14小时，即得。步骤1）所述的氯金酸溶液浓度为10mM，加入5.0mL，BSA溶液为50mg/mL，加入5.0mL；反应时间为2分钟；步骤2）所述的NaOH溶液浓度为1M，加入0.50mL，温度为37°C，搅拌反应时间为12小时。所述的牛血清白蛋白功能化金纳米簇检测Hg2+的用途。本专利技术的又一个目的是金纳米簇和碳量子点复合荧光探针及应用。一种荧光碳量子点，它是由下述方法制备的，包括：1）将每2.05-2.15g的柠檬酸添加到3.4-3.6g的34-36mmol二乙烯三胺中，反应物加热到165-175oC，保持28-32分钟；自然冷却到室温；2）将（5-10mL）丙酮加入到反应物中，离心收集沉淀物，沉淀物经透析袋超纯水透析中，除去的小分子，冷冻干燥。步骤1）所述的柠檬酸为2.10g；二乙烯三胺浓度为35mmol，加入3.5g；加热到170oC；步骤2）所述的透析袋为3.0kDa。所述的一种荧光碳量子点检测Cr6+的用途。本专利技术的又一个目的是提供金纳米簇和碳量子点复合荧光探针及应用。金纳米簇和碳量子点复合荧光探针，它包括：所述的牛血清白蛋白功能化金纳米簇和所述的一种荧光碳量子点，摩尔比为1:1-5；所述的摩尔比1:2-4；所述的摩尔比为1:3。所述的金纳米簇和碳量子点复合荧光探针检测Hg2+和\或Cr6+的用途。本专利技术提供了金纳米簇和碳量子点复合荧光探针，它包括：牛血清白蛋白功能化金纳米簇和一种荧光碳量子点，摩尔比为1:1-5；牛血清白蛋白功能化金纳米簇是由氯金酸溶液、BSA4溶液和NaOH溶液反应制备的，荧光碳量子点是由柠檬酸、二乙烯三胺和丙酮反应制备的；金纳米簇和碳量子点多功能探针(AuNCs-CDs)通过荧光法可同时检测出水溶液样品中含有的微量的重金属离子Hg2+和Cr6+。加入汞离子，红色荧光淬灭，显现蓝色荧光，642nm处的特征峰有明显的降低；加入六价铬离子，蓝色荧光淬灭，显现红色荧光，444nm处的特征峰有下降趋势，当二种离子同时存在时，红光和蓝光都发生淬灭，二处的荧光光谱强度也都降低，这种多功能探针可以同时实现分别检测二种离子Hg2+和Cr6+单独或同时存在，并通过荧光光谱和荧光比色清晰地显现结果。由于组成多功能荧光复合探针的BSA-AuNCs和CDs分别针对Hg2+和Cr6+具有特异性识别响应，并且由于两种荧光纳米探针BSA-AuNCs和CDs分别呈现不同颜色的荧光发射，在紫外光源激发下，BSA-AuNCs呈现红色荧光，而CDs呈现蓝色荧光，当它们组成多功能复合探针时，二者之间的荧光发射相互不受影响，两种荧光的颜色也发生了叠加，在紫外激发下成为粉色荧光，各自的探针的检测效果也相互不受干扰，且具有较高的灵敏度和选择性，当同时存在二种离子时，组成多功能复合探针的二种荧光探针都发生了淬灭，显现出更明显的检测效果，从而实现了分别检测不同种离子和二种离子同时存在时的区别效果。本专利技术旨在通过将金纳米簇和荧光碳量子点两种性质稳定，且具有不同的荧光发射，分别对不同的重金属离子有响应的探针的混合，进而达到同时实现检测不同种重金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光碳量子点，它是由下述方法制备的，包括： 1）将每2.05‑2.15 g的柠檬酸添加到3.4‑3.6 g的34‑36 mmol二乙烯三胺中，反应物加热到165‑175

【技术特征摘要】
1.一种荧光碳量子点，它是由下述方法制备的，包括：1）将每2.05-2.15g的柠檬酸添加到3.4-3.6g的34-36mmol二乙烯三胺中，反应物加热到165-175oC，保持28-32分钟；自然冷却到室温；2）将5-10mL丙酮加入到反应物中，离心收集沉淀物，沉淀物经透析袋超纯水透析，除去的小分子，冷冻干燥。2.根据权利要求1所述的一种荧光碳量子点，其特征在于：步骤1）所述的柠檬酸为2.10g；二乙烯三胺浓度为35mmol，加入3.5g；加热到170oC；步骤2）所述的透析袋为3.0kDa。3.根据权利要求1所述的一种荧光碳量子点检测Cr6+的用途。4.牛血清白蛋白功能化金纳米簇，它是由下述方法制备的，包括：1）在不断的搅拌下，取9.5-10.5mM的氯金酸溶液4.8-5.2mL加入49-51mg/mLBSA4.8-5.9mL溶液中，反应；2）加入0.9-1.1M的NaOH溶液0.49-0.51m...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴芳，于丽颖，任国娟，李双，祝宝雅，曲凤玉，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23