一种合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法及其应用技术

本发明专利技术根据现有技术的缺陷，致力于提供一种快速合成方法获得新型的发绿色荧光的金纳米簇；用巯基‑β环糊精作为包被剂合成金纳米簇，从而使其具有选择性识别硝基酚类物质的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法及其应用
本专利技术属于纳米
，更具体涉及一种合成巯基-β-环糊精稳定的可选择性识别硝基酚类物质绿色荧光金纳米簇的方法及其应用。
技术介绍
金纳米簇具有光稳定性好、荧光光谱可调、生物相容性好、斯托克斯位移大等优点，使其在生物传感器、环境监测、细胞成像、疾病检测、药物传递等领域具有广阔的应用前景。目前已有许多文献报导了合成金纳米簇的合成方法：一种是“刻蚀”法，即通过“刻蚀”试剂或“刻蚀”技术，使被包裹的大颗粒纳米粒子破碎或溶解，使纳米粒子的粒径变小，从而制备出发不同光的金纳米簇；另一种是化学还原法，即选用特定的包被剂或模板分子，将金属离子包裹，然后使金离子还原，制备出发光的金纳米簇。金纳米簇的合成对模板分子的筛选十分重要，不同的模板分子作为包被剂合成的金纳米簇性质不同。常见的合成金纳米簇的模板分子有巯基化合物、蛋白质、多肽、DNA和有机聚合物等等，其中以DNA和蛋白质作为模板分子合成金纳米簇最为普遍。除了模板分子外，合成方法对金纳米簇的合成也有重要影响，选择不同的合成方法会影响合成速度和金纳米簇的性质。中国科学院长春应用化学研究所的MohamedIbrahimHalawa通过一步法合成了β环糊精修饰的金纳米簇，并将其应用于荧光检测多巴胺。他们所使用的合成方法是在90℃的条件下，将β环糊精粉末直接加入四水合氯金酸中反应五分钟，其中四水合氯金酸与β环糊精的摩尔比为1:100，随后加入氢氧化钠反应6小时生成β环糊精修饰的金纳米簇，这种金纳米簇可以通过β环糊精与多巴胺之间的静电相互作用力，使金纳米簇和多巴胺之间发生电子转移从而实现对多巴胺的荧光检测。但这种金纳米簇荧光发射峰在450左右，半峰宽约为100nm，并且不能选择性检测硝基酚类物质。现有技术的缺点：1、金纳米簇的荧光性能直接影响其应用，目前许多文献报导了合成各种发射范围的荧光金纳米簇，但大部分都发射红色荧光，很少有研究合成发绿色的金纳米簇；2、包被于金属纳米簇表面的稳定剂的性质对金属纳米簇的荧光性质也起着很重要的作用，目前常用的稳定剂有寡聚核苷酸、多肽和蛋白质、硫醇类物质等，这些物质往往不具有选择性，从而对其应用具有一定限制。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的缺陷，致力于提供一种快速合成方法获得的新型的发绿色荧光的金纳米簇；和用巯基-β环糊精作为包被剂合成金纳米簇，从而使其具有选择性识别硝基酚类物质的功能。本专利技术提供一种合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，具体包括以下步骤：在90℃的条件下，向反应器中加入四水合氯金酸搅拌10min，再加入单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精剧烈搅拌5min，此时体系形成Au(I)-6-SH-β-CD化合物；然后快速加入氢氧化钠搅拌4h，当溶液中有黄色沉淀物生成，表明6-SH-β-CD已经将Au(I)-6-SH-β-CD中的部分+1的金还原成0价金，最终形成金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD。本专利技术合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，所述四水合氯金酸与单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精的摩尔比为1:4。本专利技术合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，所述金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD，是由0价的金金属核Au(0)以及+1价的壳Au(I)-6-SH-β-CD构成。本专利技术合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，制备的金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD的最大激发波长在365nm处，最大发射波长在502nm处，且半峰宽约为50nm。本专利技术所述方法制备的金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD在选择性识别硝基酚类物质检测中的应用。本专利技术所述的合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，更具体的包括以下步骤：在90℃的条件下，向50mL的反应器中加入5mL四水合氯金酸(HAuCl4·4H2O,1.0mM)搅拌10min，再加入2mL的单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精(6-SH-β-CD，10mM)剧烈搅拌5min，其中HAuCl4·4H2O和6-SH-β-CD的摩尔比为1:4，此时体系形成Au(I)-6-SH-β-CD化合物；快速加入1.5mL氢氧化钠(NaOH，1.0M)搅拌4h，当溶液中有黄色沉淀物生成，表明6-SH-β-CD已经将Au(I)-6-SH-β-CD中的部分+1的金还原成0价金，最终形成金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD。6-SH-β-CD在整个反应体系中同时作为包被剂和还原剂，NaOH为6-SH-β-CD还原HAuCl4·4H2O提供碱性环境，当其浓度在0.05M-0.15M范围内，NaOH浓度越高，形成金纳米簇的速度越快，但过高的浓度也易使纳米粒子聚集。高温为整个反应体系提供一定的能量，当温度在70-90℃范围内，温度越高能量越高，合成的金纳米簇的荧光强度越强，而过高的温度也会使纳米粒子聚集，从而使荧光强度减弱。将本专利技术合成的金纳米簇离心纯化并溶解在1mLN,N-二甲基甲酰胺中，分别加入10μL,10mM的邻硝基酚、间硝基酚和对硝基酚并测定其紫外吸收光谱，这种金纳米簇可以选择性的识别硝基酚类物质，并实现对对硝基酚的灵敏检测。附图说明图1是金纳米簇的紫外吸收光谱图及荧光激发发射光谱图；其中横坐标代表波长，纵坐标代表吸光度及荧光强度；图2是绿色荧光金纳米簇的透射电子显微镜图；图3是浓度相同的邻硝基酚、间硝基酚、对硝基酚与金纳米簇作用的紫外吸收光谱图；其中横坐标代表波长，纵坐标代表吸光度；图4是浓度相同的邻硝基酚、间硝基酚、对硝基酚与金纳米簇作用的紫外吸收值的柱状图。其中横坐标代表邻硝基酚、间硝基酚、对硝基酚，纵坐标代表吸光度。具体实施方式实施例11.在90℃的条件下，向50mL的圆底烧瓶中加入5mL四水合氯金酸(HAuCl4·4H2O,1.0mM)搅拌10min，再加入2mL的单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精(6-SH-β-CD，10mM)剧烈搅拌5min，其中HAuCl4·4H2O和6-SH-β-CD的摩尔比为1:4，此时体系形成Au(I)-6-SH-β-CD化合物；2.快速加入1.5mL氢氧化钠(NaOH，1.0M)搅拌4h，当溶液中有黄色沉淀物生成，表明6-SH-β-CD已经将Au(I)-6-SH-β-CD中的部分+1的金还原成0价金，最终形成金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD-AuNCs。图1是金纳米簇的紫外吸收光谱图及荧光激发发射光谱图，由紫外吸收曲线500nm附近没有吸收峰可以看出我们合成的是金纳米簇而不是金纳米粒子，由荧光激发发射光谱图可以看出，我们合成的发绿色荧光的金纳米簇的最大激发波长在365nm处，最大发射波长在502nm处，且半峰宽约为50nm。图2是绿色荧光金纳米簇的透射电子显微镜图，由图可以看出其粒径大小约为5nm且呈单分散状态。插图a表示合成的金纳米簇在自然光下的照片，插图b表示合成的金纳米簇在365nm的紫外灯下的照片。将合成的金纳米簇离心纯化并溶解在1mLN,N-二甲基甲酰胺中，分别加入10μL,10mM的邻硝基酚、间硝基酚和对硝基酚并测定其紫外吸收光谱，由图可以看出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成巯基‑β‑环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，具体包括以下步骤：在90℃的条件下，向反应器中加入四水合氯金酸搅拌10min，再加入单(6‑巯基‑6‑去氧)‑β‑环糊精剧烈搅拌5min，此时体系形成Au(I)‑6‑SH‑β‑CD化合物；然后快速加入氢氧化钠搅拌4h，当溶液中有黄色沉淀物生成，表明6‑SH‑β‑CD已经将Au(I)‑6‑SH‑β‑CD中的部分+1的金还原成0价金，最终形成金纳米簇Au(0)@Au(I)‑6‑SH‑β‑CD。

【技术特征摘要】
1.一种合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，具体包括以下步骤：在90℃的条件下，向反应器中加入四水合氯金酸搅拌10min，再加入单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精剧烈搅拌5min，此时体系形成Au(I)-6-SH-β-CD化合物；然后快速加入氢氧化钠搅拌4h，当溶液中有黄色沉淀物生成，表明6-SH-β-CD已经将Au(I)-6-SH-β-CD中的部分+1的金还原成0价金，最终形成金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD。2.权利要求1合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，所述四水合氯金酸和单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精的摩尔比为1:4。3.权利要求1合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇的方法，所述金纳米簇Au(0)@Au(I)-6-SH-β-CD，是由0价的金金属核Au(0)以及+1价的壳Au(I)-6-SH-β-CD构成。4.权利要求1合成巯基-β-环糊精稳定的绿色荧光金纳米簇...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌剑，李钰，文秋林，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53