一种比率型双荧光探针的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种比率型双荧光探针的制备方法及应用，采用CdTe量子点与Au纳米簇作为荧光信号源，硅基质材料作为载体，量子点作为参比信号源，被包埋于硅核内，具有荧光响应性能的Au NCs(Au 纳米簇)共价键合到硅层的表面，制备得到核-卫星式结构的杂化微球。本发明专利技术的优点：量子点作为参比信号源，其被包埋于硅核内，从而有效地避免了泄漏，提供了一个稳定的参比信号，而具有荧光响应性能的Au NCs共价键合到硅球的表面，实现Cu2+的选择性识别与响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种比率型双荧光探针的制备方法及其应用，具体涉及具有核-卫星式结构的CdTeOS12OAu NCs杂化荧光探针的制备方法及其在Cu2+定量测定中的应用。
技术介绍
与单荧光猝灭型荧光探针相比，比率型荧光探针的信号变化更容易被裸眼观察到其变化(Wang HH, Xue L, Qian Y Y, et al, Org Iett, 2010，12: 292?295)。比率型荧光法是采用两个良好分辨率的波长下荧光强度的比值作为信号，这样就可以为环境中除待测物外的其他因素所造成的影响提供内校正，消除激发光源的强度漂移造成的信号变化，与传感器本身的浓度也无关，所以，大大的提高了定量测定的精确性GkX Liu J, LiuY L, et al, Chem Commun, 2011, 47: 12843?12845)。设计具有双荧光发射的纳米粒子，并将其发展为可实现选择性测定金属离子的比率型焚光探针，已经成为未来探针设计的发展趋势。比如说，在zhang的工作中(Zhang K,Zhou HE, Mei Q S，et al, J Am Chem Soc, 2011，133: 8424?财之7人两种不同尺寸的CdTe量子点(分别发射红色和绿色荧光)通过硅烷化试剂而结合起来，红色荧光的量子点包埋在硅核中，而绿色荧光的量子点连接在硅球的表面，这样就形成了一个双发射的荧光杂化微球。该杂化微球可被发展为环境样品中爆炸物TNT含量检测的比率型荧光传感探针。在Zhu 的工作中(Zhu A W, Qu Q, Shao X L, et al, Angev Chem Int Ed, 2012，51:7185?7189)，他们制备了一种基于量子点和碳点的双荧光发射杂化微球(CdSeiC QDs),并且在该杂化球的表面连接了 TPEA来实现对铜离子的选择性结合，该比率型杂化微球最终被发展为细胞中铜离子浓度高灵敏度，高选择性传感探针。量子点(quantum dots，QDs)是由I1- VI族或III _ V族元素组成的半导体纳米晶粒。由于量子点具有激发光谱宽且连续、发射光谱窄且对称、发射波长可调、荧光量子产率高等优越的荧光特性，近年来，并广泛应用于荧光探针的设计领域；金纳米簇(Au NCs)，是一种新兴的荧光材料，由于超小的尺寸，无生物毒性，近红外发射，良好的生物相容性等特点(Xie JP, Zheng Y G, Ying J Y, J.Am.Chem.Soc.2009, 131,《财-6??;，它也可以作为荧光探针设计的光学信号源。铜离子是人体健康的必需元素，并且在调节各种生命过程中具有重要的作用(Zhang M, Ye B C，Analyst, 2011，136: 5139?5142)。然而，过量的铜离子会导致细胞环境的失调，并且会对生物器官带来严重的毒害作用。因此，发展铜离子含量高灵敏度，高选择性的探针具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种比率型双荧光探针的制备方法，将CdTe量子点作为参比信号源而包埋于硅核内，提供稳定的参比信号，将具有Cu2+选择性响应性能的Au NCs共价键合到硅球的表面，制备得到CdTeOS12OAu NCs杂化荧光微球，并将其发展为可实现Cu2+定量测定的比率型荧光探针。本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种比率型双荧光探针，以CdTe量子点与Au纳米簇(AuOBSA NCs)作为荧光信号源，硅基质材料作为载体，量子点作为参比信号源，被包埋于硅核内，具有荧光响应性能的Au纳米簇共价键合到硅球的表面，制备得到核-卫星式结构的杂化微球。本专利技术提供了上述比率型双荧光探针的制备方法，具体包括如下步骤: 1)将巯基丙酸加入到CdCl2*，得到含巯基丙酸的CdCl2溶液； 2)将碲粉、NaBH4与蒸馏水混合，在氮气保护并搅拌的条件下进行还原反应得到NaHTe溶液； 3)碲化镉量子点(CdTeQDs)溶液的制备:将NaHTe溶液快速加入到上述含巯基丙酸的CdCl2S液中，用NaOH水溶液调节溶液的pH为8.5-11，然后沸水浴加热l_5h，得到碲化锦量子点溶液； 4)CdTeOS12的制备 乙醇中加入新鲜的CdTe QDs溶液，在搅拌下加入氨水，随后迅速加入四乙氧基硅烷，反应在20-30°C下进行1-4小时，得到CdTeOS12微球，所得产物在乙醇中离心洗涤三次去除过量的反应物； 5)氨基修饰的CdTeOS12微球的制备 将步骤4)中所得的CdTeOS1;!球加入乙醇中，再加入氨水，再加入四乙氧基硅烷(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，并在20-30°C下搅拌，反应进行2_5小时得到CdTeOS12-NH2;所得产物在乙醇中三次离心洗涤，去除过量的反应物； 6)金纳米簇(AuNCs)的制备 先往反应容器加入牛血清白蛋白溶液，再加入氯金酸溶液并搅拌，温度在30-40°C，1-8分钟后加入少量的氢氧化钠水溶液，反应进行8-16h后得到以牛血清白蛋白作为稳定剂的金纳米簇(AuOBSA NCs)溶液，所得产物透析48h ; 7)CdTeOS12OAu NCs 的制备 取Au NCs原液溶于水中，再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDOHCl)，随后用稀HCl溶液调节溶液的pH值到4.0-6.5，室温下搅拌反应10-40分钟，使金纳米簇表面的牛血清白蛋白的羧基活化后，再取步骤3)中合成的CdTeOS12-NH2S液加入上述活化后的金纳米簇溶液中，随后用NaOH溶液调节溶液pH值为8-11，该混合物在暗处慢速搅拌反应5-20小时；最后，所得产物用去离子水洗涤三次，去除未反应的过量Au NCs和 EDOHCl，制得 CdTeOS12OAu NCs 杂化微球。上述制备方法中，所述步骤I)中含巯基丙酸的CdCI2S液中，巯基丙酸与CdCI 2的摩尔比为2:1-6:1。上述制备方法中，所述步骤2)中NaHTe溶液中NaBH4与蒸馏水的用量比为20_50mg/mL，Te 与 NaBH4的摩尔比为 1:10-1:30。 上述制备方法中，调节溶液pH的NaOH水溶液的浓度为0.2-2.0 mol/L。上述制备方法中，所述步骤4)中氨水的质量百分比浓度为28%，氨水、乙醇、四乙氧基硅烷、碲化镉量子点的用量比为(50~500) μ L: (20 -100)mL: (50-400) μ L: (5~20)mL。上述制备方法中，所述步骤5)中，所用氨水的质量百分比浓度为28%，氨水、乙醇、四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、CdTeOS1jj球的用量比为(0.1 ~l)mL: (20-80)mL: (0.05 —0.5)mL: (0.05 —0.5)mL: ImL0上述制备方法中，:所述步骤6)中氯金酸溶液的浓度为5-20m mol/ L，牛血清白蛋白溶液浓度为10_50mg/ mL，氢氧化钠水溶液浓度为0.5-1.0 mol/ L，氯金酸溶液、牛血清白蛋白溶液与氢氧化钠水溶液的体积比为(1~10) mL:(1-10) mL: (0.1-1.0) mL。上述制备方法中，所述步骤7)中，在Au NCs的活化阶段，所用Au NCs与EDOHCl的质量比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比率型双荧光探针，其特征在于：采用CdTe量子点与Au纳米簇作为荧光信号源，硅基质材料作为载体，量子点作为参比信号源，被包埋于硅核内，具有荧光响应性能的Au纳米簇共价键合到硅球的表面，制备得到核‑卫星式结构的杂化微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳芹，武晓刚，武晓红，王颖，王兆伟，赵彤，李文友，韩志军，陈维毅，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14