用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，探针由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为400‑600nm。制备方法：将氯金酸溶液与硫酸铜溶液混合均匀后，再往其中加入半胱氨酸溶液和NaOH溶液，然后在30‑70℃条件下水浴反应3‑6h，即得荧光探针溶液。该探针是可视化颜色效果明显的定量检测铜离子的方法，且合成过程简单、检测过程快速准确。

【技术实现步骤摘要】
用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针及其制备方法
本专利技术属于铜离子检测
，具体涉及一种用于铜离子检测的金/铜纳米簇荧光探针。
技术介绍
铜是维持人体健康的重要元素，在调节新陈代谢、生长发育和免疫系统发育等过程中发挥着重要的作用。低剂量的铜离子是一种不可缺少的微量营养元素，但高剂量的铜离子会对肠胃和肾脏造成损害。同时因为含铜材料被广泛应用于工业、电子器件生产和农业生产过程中，因此铜污染是一个持续的环境问题，寻找一种高效、简便、快速的铜离子检测方法就具有重要意义。目前检测重金属离子较为成熟的方法为原子光谱方法，包括原子吸收光谱、原子荧光光谱法、原子发射光谱法，电感耦合等离子体质谱、电化学分析等方法，但这些方法普遍存在着分析步骤较为繁琐、样品前处理复杂、十分耗时、测试费用高、能耗高等缺点。荧光分析法由于其分析灵敏准确、操作简单、选择性好、便捷高效而受到广泛好评，在环境监测和食品安全等领域得到广泛关注。近年来，荧光金属纳米团簇被广泛采用作为一种新的替代有机荧光团的物质用于Cu2+检测。由于其具有合成与修饰过程简单，量子产率高，水溶性、光稳定性和生物相容性好等优点，因此成为理想的荧光探针。近年来，荧光金团簇和银团簇作为一种新型发光材料得到了广泛的研究和应用。与贵金属金和银相比，金属铜含量相对丰富，价格低廉，易于从商业来源获得。然而，由于其合成尺寸难控且铜离子在空气中容易氧化，使得铜团簇合成过程较为困难。同时，同单金属纳米簇相比，双金属纳米簇在催化、磁学、光学和生物诊断等方面有着广泛的应用，由于其特殊的协同效应，越来越受到人们的关注。目前为止大多数基于纳米团簇检测铜离子的方法都是通过聚集引起的荧光猝灭模式，这种基于荧光猝灭模式的铜离子的检测方法容易受到其它因素的影响，可能导致错误信号，具有较大系统误差和人为误差。因此聚集引导的荧光增强现象为荧光探针的设计打开了新的大门，其明显优于荧光猝灭模式，可提供更精确的数据分析，具有更好的重现性和稳定性。对于金属离子的检测，荧光增强模式(turn-on)在灵敏度和选择性方面有着明显的优势，因为它在目标物的检测中能产生正响应信号。同时，增强型体系反应颜色变化明显，检测过程更加可靠、容易分辨，更容易用肉眼区分，适合用于可视化检测。
技术实现思路
针对上述存在问题，本专利技术旨在提供一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，该探针为基于半胱氨酸包裹的金铜双金属纳米团簇(Cys-Au/CuNCs)荧光增强型-可视化的方法用于对Cu2+的检测。该探针是可视化颜色效果明显的定量检测铜离子的方法，且合成过程简单、检测过程快速准确。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，探针由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为400-600nm。本专利技术的荧光探针是一种基于“turn-on”模式用于真实样品中铜离子快速可视化检测的金铜纳米团簇的荧光探针，由金铜纳米团簇构成的。金铜双金属纳米团簇是以半胱氨酸(cysteine)为还原剂和稳定剂，采用“一锅煮”方法合成的。该金铜纳米团簇在400-600nm处有最大发射峰，且该团簇荧光可有效地被Cu2+增强，同时随铜离子浓度的增加荧光颜色呈现出从浅绿色到青色的变化趋势。因此该金/铜纳米团簇可发展为Cu2+含量定量测定的可视化荧光探针。优选地，该荧光探针中金/铜摩尔比为1：1，在该摩尔比下荧光强度较强。优选地，该荧光探针中金离子与半胱氨酸的摩尔比为3-5：1。本专利技术的金铜纳米簇荧光探针的制备方法如下：将氯金酸(HAuCl4)溶液与硫酸铜(CuSO4)溶液混合均匀后，再往其中加入半胱氨酸(Cys)溶液和NaOH溶液，然后在30-70℃条件下水浴反应3-6h，制备所得的溶液放入冰箱保存。优选地，所述氯金酸溶液浓度为0.5-2mmol/L，硫酸铜溶液浓度为0.5-2mmol/L，且两者摩尔比为1:1。优选地，所述半胱氨酸溶液和NaOH溶液的浓度分别为20-70mg/mL和0.2-0.8mol/L。优选地，加入NaOH溶液调节pH值至11-12，在该强碱性条件下才能成功合成该纳米团簇。本专利技术的金铜纳米簇荧光探针检测铜离子：取铜离子溶液定容稀释配制铜标液，将铜离子溶液加入到荧光探针溶液中，采用磷酸盐缓冲液定容，混合溶液在室温下用旋涡震荡仪加速反应完全，然后在荧光仪上进行光谱测量；通过荧光分光光度计记录荧光发射光谱，并转移到紫外试验箱在365nm紫外光进行Cu2+的可视化检测。优选地，分别配制0.2,0.5,1,5,8,10,20,50和80μgL-1的铜离子标准溶液，将各浓度的汞离子溶液与荧光探针溶液以体积比1∶1混合。在该浓度梯度范围内检测铜离子才能观察到明显的颜色变化，有利于可视化检测铜离子。优选地，磷酸盐缓冲液的pH值为6.0-10.0，磷酸盐缓冲液的浓度为10-50mmol/L。本专利技术的优点：本专利技术构建了以半胱氨酸包裹的金铜纳米团簇(Cys-Au/CuNCs)为基础的荧光传感器用于高灵敏度、高选择性的荧光增强型-可视化检测Cu2+。具体地说是专利技术了一种用于真实样品中铜离子快速可视化检测的金铜双金属纳米团簇荧光探针及其制备方法。制备的荧光探针能够用于可视化检测铜离子，能够可视化检测到10μgL-1铜离子残留。该方法检测限较低，线性范围较宽，可用于实际样品的检测，而且灵敏度高、快速、简单、能耗低，同时这是首次将金铜纳米团簇基于荧光增强型-可视化检测铜离子，在环境重金属快速测定中有着非常广阔的应用前景，这种方法有望用于其它金属纳米团簇高选择性和灵敏性地检测重金属离子。附图说明图1是Cys-Au/CuNCs对Cu2+的荧光响应示意图。图2为Cys-Au/CuNCs对不同浓度Cu2+的荧光响应曲线。图3为本专利技术所述Cys-Au/CuNCs在不同浓度铜离子存在下的荧光照片。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为400nm。实施例2一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为600nm。荧光探针中金/铜摩尔比为1：1。该荧光探针中金离子与半胱氨酸的摩尔比为5：1。实施例3一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为490nm。荧光探针中金铜摩尔比为1：1。该荧光探针中金离子与半胱氨酸的摩尔比为4：1。实施例4一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为500nm。荧光探针中金铜摩尔比为1：1。该荧光探针中金离子与半胱氨酸的摩尔比为3：1。实施例5本专利技术铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针的制备方法，将氯金酸溶液与硫酸铜溶液混合均匀后，再往其中加入半胱氨酸溶液和NaOH溶液，然后在30℃条件下水浴反应6h，即得荧光探针溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，其特征在于，探针由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为400‑600nm。

【技术特征摘要】
2017.11.21 CN 20171116886441.一种用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，其特征在于，探针由半胱氨酸包裹的双发射纳米材料金铜纳米团簇构成，其荧光发射波长为400-600nm。2.根据权利要求1所述用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，其特征在于，该荧光探针中金铜摩尔比为1：1。3.根据权利要求1所述用于铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针，其特征在于，该荧光探针中金离子与半胱氨酸的摩尔比为3-5：1。4.根据权利要求1-3任意一项所述铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针的制备方法，其特征在于，将氯金酸溶液与硫酸铜溶液混合均匀后，再往其中加入半胱氨酸溶液和NaOH溶液，然后在30-70℃条件下水浴反应3-6h，即得荧光探针溶液。5.根据权利要求4所述铜离子检测的金铜纳米簇荧光探针的制备方法，其特征在于，所述氯金酸溶液浓度为0.5-2mmol/L，硫酸铜溶液浓度为0.5-2mmol/L，且两者摩尔比为1:1。6.根据权利要求4所述铜离子检测的金铜纳米簇荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊小莉，黄科，代蕊，邓文清，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：四川,51