一种水溶性金纳米簇的制备方法及其作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用技术

本发明专利技术公开了一种水溶性金纳米簇的制备方法及其作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用，属于荧光分析技术领域。本发明专利技术的技术方案要点为：一种水溶性金纳米簇的制备方法，主要包括头孢噻肟钠降解物溶液的制备、金溶液的制备及水溶性金纳米簇的制备等步骤，并具体公开了所制得的水溶性金纳米簇作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用。本发明专利技术的水溶性金纳米簇的合成条件简单可控，制得的水溶性金纳米簇可长期储存且具有光稳定性好、激发波长范围宽和发射光谱峰型对称等优点；该水溶性金纳米簇作为铜离子荧光探针建立的铜离子测定方法，具有灵敏度高、选择性强和抗干扰能力强等特点，能够成功应用于中药中痕量铜的测定。

Preparation of a water-soluble gold nanocluster and its application as a fluorescent probe for the determination of Trace Copper in traditional Chinese Medicine

The invention discloses a preparation method of water-soluble gold nanocluster and its application as a fluorescent probe for the determination of Trace Copper in traditional Chinese medicine, and belongs to the field of fluorescence analysis technology. The technological scheme of the present invention is a method for preparing water-soluble gold nanoparticles, including cefotaxime sodium degradation solution preparation, gold solution preparation and water soluble gold nanoclusters were prepared using specific steps, and discloses the water as fluorescence a probe for the determination of Trace Copper in Chinese traditional medicine of gold nanocluster solution. The condition of the synthesis of water-soluble gold nanoparticles is simple and controllable, preparation of water-soluble gold nanoclusters can be stored for a long time and has good light stability and stimulate the advantages of wide range of wavelength and emission spectra peak symmetry; Determination of copper ions in the water soluble gold nanoclusters as copper ion fluorescent probe set that has the characteristics of high sensitivity, good selectivity and strong anti-interference ability, can be successfully applied to the determination of Trace Copper in traditional Chinese medicine.

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性金纳米簇的制备方法及其作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用
本专利技术属于荧光分析
，具体涉及一种水溶性金纳米簇的制备方法及其作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用。
技术介绍
铜对人体健康至关重要，能够与一些蛋白结合产生大量的酶。但是，若摄入铜过量，它会与分子氧反应形成反应性氧自由基，也可以破坏蛋白质、核酸和脂类。铜对人体潜在的毒性和对环境产生的污染已经成为世界各国关注的问题。因此，建立准确且灵敏的检测铜离子的方法具有十分重要的意义。金纳米簇（AuNCs）是一种新型的荧光纳米材料，通常由几个到几十个金原子组成，尺寸小于2nm，已成为材料科学和生命科学等领域研究和应用热点，它们具有荧光强度大、毒性低、水溶性良好和生物相容性高等优点，在分析检测、生物标记及荧光成像等领域有着广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种水溶性金纳米簇的制备方法及其作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用，该方法利用头孢噻肟钠的降解产物制备水溶性荧光金纳米簇（DCTX-AuNCs），并基于铜离子对DCTX-AuNCs的荧光具有选择性淬灭作用建立了一种快速且简便的高选择和高灵敏的检测痕量铜的方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种水溶性金纳米簇的制备方法，其特征在于具体步骤为：在5mL摩尔浓度为50mmol/L的头孢噻肟钠溶液中加入2.5mL摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，再加入20mL去离子水，于100℃反应1h后用冷水冷却至室温，再加入盐酸溶液调节至中性得到头孢噻肟钠降解物溶液备用；将1gHAuCl4.4H2O溶于去离子水中并定容至500mL得到金溶液备用；将14mL金溶液置于反应容器中并油浴加热至沸腾，沸腾10min后加入7mL头孢噻肟钠降解物溶液，继续沸腾4h，待溶液由棕色到粉紫色再到浅黄色时停止加热，自然冷却至室温，然后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤得到浅黄色透明溶液即水溶性金纳米簇，置于4℃冰箱中暗处保存，备用。本专利技术所述的水溶性金纳米簇作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用，其特征在于具体过程为：（1）标准曲线的绘制，取300μL合成的水溶性金纳米簇于5mL比色管中，加入已知浓度梯度的铜离子溶液，再加入200μLpH=7的磷酸盐缓冲溶液，用超纯水定容至4mL，于30℃放置40min，用1cm*1cm的石英样品池在入射和出射狭缝宽度均为10nm，电压为850V的条件下测量荧光强度，在铜离子浓度范围为0.01-40μmol/L时，F0/F与铜离子呈良好的线性关系，回归方程为：F0/F=0.06968C+1.05944，相关系数R2=0.99425，检出限为0.009μmol/L，铜离子浓度为20μmol/L平行测定12次，相对标准偏差为1.20%；（2）中药中痕量铜的测定，将中药用去离子水洗净，于90℃烘干，取出粉碎后过200目筛并于干燥器内保存备用，准确称取上述中药样品0.5g置于烧杯中，加入10mL硝酸溶液，盖上表面皿静置过夜，次日加入10mL硝酸溶液和高氯酸溶液，置于电热板上加热至沸腾，保持溶液处于沸腾状态下直至溶液澄清后，继续加热至冒白烟直至白烟散尽，溶液变为无色透明，冷却后用超纯水冲洗表面皿及烧杯内壁，转移至25mL容量瓶中并用超纯水定容至25mL得到中药样品溶液备用，取300μL合成的水溶性金纳米簇于5mL比色管中，加入中药样品溶液，再加入200μLpH=7的磷酸盐缓冲溶液，用超纯水定容至4mL，于30℃放置40min，用1cm*1cm的石英样品池在入射和出射狭缝宽度均为10nm，电压为850V的条件下测量荧光强度，然后根据回归方程F0/F=0.06968C+1.05944得到中药样品溶液中铜离子的浓度，并根据中药样品的质量计算得到中药中痕量铜的含量。进一步优选，所述中药为甘草、茯苓、泽泻或丹参。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术的水溶性金纳米簇的合成条件简单可控，制得的水溶性金纳米簇可长期储存且具有光稳定性好、激发波长范围宽和发射光谱峰型对称等优点，在pH=2-7、较高的离子强度范围内具有较好的荧光性能，该水溶性金纳米簇作为铜离子荧光探针建立的铜离子测定方法，具有灵敏度高、选择性强和抗干扰能力强等特点，能够成功应用于中药中痕量铜的测定。附图说明图1是水溶性金纳米簇的激发和发射荧光图谱；图2是水溶性金纳米簇和DCTX的紫外可见吸光光谱图；图3是pH对水溶性金纳米簇稳定性影响柱状图；图4是离子强度对水溶性金纳米簇稳定性影响柱状图；图5是时间对水溶性金纳米簇稳定性影响柱状图；图6是水溶性金纳米簇的光稳定性能曲线；图7是水溶性金纳米簇测定方法的选择性能曲线；图8是水溶性金纳米簇测定方法的干扰实验结果柱状图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例11、水溶性金纳米簇的制备：头孢噻肟钠降解物（DCTX）溶液的制备在5mL摩尔浓度为50mmol/L的头孢噻肟钠溶液中加入2.5mL摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，再加入20mL去离子水，于100℃反应1h后用冷水冷却至室温，再加入盐酸溶液调节至中性得到头孢噻肟钠降解物溶液备用。金溶液的制备将1gHAuCl4.4H2O溶于去离子水中并定容至500mL得到金溶液备用。水溶性金纳米簇的制备将14mL金溶液置于反应容器中并油浴加热至沸腾，沸腾10min后加入7mL头孢噻肟钠降解物溶液，继续沸腾4h，待溶液由棕色到粉紫色再到浅黄色时停止加热，自然冷却至室温，然后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤得到浅黄色透明溶液即水溶性金纳米簇，置于4℃冰箱中暗处保存，备用。2、表征：荧光光谱水溶性金纳米簇的激发和发射荧光图谱见图1，其激发波长为321nm，发射波长为420nm，并且荧光发射光谱图峰型对称，同时具有很宽的荧光激发波长范围（250-400nm），表明制得的水溶性金纳簇具有较好的荧光性能。紫外光谱水溶性金纳米簇与DCTX的紫外可见吸光光谱见图2，DCTX在250nm和300nm左右有很小的吸收峰，而水溶性金纳米簇几乎没有明显的表面等离子峰，这主要是由于当金纳米粒子的粒径2nm左右时，由于量子尺寸效应而导致其表面等离子吸收峰急剧降低，峰形变宽甚至消失，由此可证明水溶性金纳米簇成功合成。3、水溶性金纳米簇的稳定性：pH对水溶性金纳米簇稳定性的影响图3给出了pH对水溶性金纳米簇稳定性影响柱状图。由图可知：在pH=2-7的范围内，荧光强度基本保持不变，这说明合成的水溶性金纳米簇在较宽的pH=2-7的范围内保持了很好的稳定性。离子强度对水溶性金纳米簇稳定性的影响离子强度从5mmol/L增加到200mmol/L，如图4所示，离子强度对水溶性金纳米稳定性几乎没有影响。时间对水溶性金纳米簇稳定性的影响如图5所示，合成的水溶性金纳米簇在2个月的时间内荧光强度值没有下降趋势，这说明水溶性金纳米簇经长期储存其稳定性也不受影响。水溶性金纳米簇的光学稳定性如图6所示，连续辐射3h，相对于初始荧光强度，水溶性金纳米簇的荧光强度保留了71%（发射波长为321nm），结果表明水溶性金纳米簇具有较好的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性金纳米簇的制备方法，其特征在于具体步骤为：在5mL摩尔浓度为50mmol/L的头孢噻肟钠溶液中加入2.5mL摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，再加入20mL去离子水，于100℃反应1h后用冷水冷却至室温，再加入盐酸溶液调节至中性得到头孢噻肟钠降解物溶液备用；将1g HAuCl4

【技术特征摘要】
1.一种水溶性金纳米簇的制备方法，其特征在于具体步骤为：在5mL摩尔浓度为50mmol/L的头孢噻肟钠溶液中加入2.5mL摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，再加入20mL去离子水，于100℃反应1h后用冷水冷却至室温，再加入盐酸溶液调节至中性得到头孢噻肟钠降解物溶液备用；将1gHAuCl4.4H2O溶于去离子水中并定容至500mL得到金溶液备用；将14mL金溶液置于反应容器中并油浴加热至沸腾，沸腾10min后加入7mL头孢噻肟钠降解物溶液，继续沸腾4h，待溶液由棕色到粉紫色再到浅黄色时停止加热，自然冷却至室温，然后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤得到浅黄色透明溶液即水溶性金纳米簇，置于4℃冰箱中暗处保存，备用。2.权利要求1所述的方法制得的水溶性金纳米簇作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用。3.根据权利要求2所述的水溶性金纳米簇作为荧光探针测定中药中痕量铜的应用，其特征在于具体过程为：（1）标准曲线的绘制，取300μL合成的水溶性金纳米簇于5mL比色管中，加入已知浓度梯度的铜离子溶液，再加入200μLpH=7的磷酸盐缓冲溶液，用超纯水定容至4mL，于30℃放置40min，用1cm*1cm的石英样品池在入射和出射狭缝宽度均为10nm，电压为850V的条件下测量荧光强度，在铜离子浓度范围为0.01-40μmol/L时，F0/F与铜离...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶存玲，王慎，王治科，王远飞，范顺利，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41