一种荧光银纳米颗粒的绿色合成及其用于检测海产品中铜离子的方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种银纳米材料及其绿色制备方法与应用。该方法采用纯化自条斑紫菜的R‑藻红蛋白。作为模板和还原剂，加入AgNO

Green synthesis of fluorescent silver nanoparticles and its application in the detection of copper ions in seafood

【技术实现步骤摘要】
一种荧光银纳米颗粒的绿色合成及其用于检测海产品中铜离子的方法和应用
本专利技术涉及一种荧光银纳米颗粒的绿色合成及其用于检测海产品中铜离子的方法和应用。
技术介绍
随着人类活动范围的拓展，海洋环境的污染现象日趋加重。在重金属中，铜离子作为人体中一种必需的微量元素，在骨骼形成和细胞呼吸等许多生理过程中起重要的作用（SensorsActuat.B-Chem，2015，207，216-223）。铜离子在海洋生物体内具有很强的富集性，不仅会造成生物体本身的死亡，还会通过食物链传递到食物链的最终端，也就是消费者，对人类健康造成一定的威胁。近几年，荧光探针检测技术检测程序简单，非常适合于制造小型的便携式设备实地监测受污染的样品，检出限也能达到实际检测需要。其中，银纳米颗粒因具有优良的荧光稳定性而被应用到重金属检测(Anal.Chim.Acta2017，65-71.)、生物传感(Environ.Monit.Assess，2017，189:349.)等领域。目前，有关贵金属纳米粒子的制备方法，可以系统地分为两种：一种是采用刻蚀法破碎粒径较大的物质，获得尺寸较小的贵金属纳米粒子（NanoRes.2008，1，333-340.）。第二种是在模板物质中加入贵金属的前驱体，在保护剂的作用下，将贵金属离子逐步还原为粒径比较小的贵金属纳米粒子（Chem-Asian.J.2013，8，858-871）。相较，第二种法制备纳米粒子的过程更为简便一些，所获得的纳米粒子的量子产率较大，其中化学还原法是银纳米粒子合成中最常用的方法。通过加入有机或者无机还原剂如硼氢化钠（Mat.Sci.Eng.B.2016，210，37-42）等在水或非水溶液中还原银离子制备纳米颗粒。由于还原剂多具有毒性，合成过程中会产生污染环境的副产物，所以开发绿色模板，采用生物合成的绿色方法取代使用化学试剂来制备纳米颗粒逐渐成为一种新趋势，并成为纳米技术的重要分支（J.ColloidInterf.Sci.2017，503，57-67）。生物合成法不使用昂贵且有毒的化学试剂，既满足绿色化学准则，又能通过生物提取物本身稳定合成的纳米颗粒，并且能降低制备银纳米颗粒的成本。使用生物实体如植物提取物等已经成为替代物理和化学方法合成纳米颗粒的一种选择（J.Mol.Liq.2016，215，787-794）。鉴于上述论述，开发一种成本较低且环保的绿色模板合成银纳米颗粒显得尤为必要。本专利技术报道的该银纳米颗粒的制备方法即具备了反应条件温和、环境友好的优点，且将其作为荧光探针，应用于海产品中金属铜离子检测，丰富了荧光探针的种类，拓展金属离子检测技术的领域，具有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种银纳米材料的绿色制备方法，该方法采用纯化的条斑紫菜的R-藻红蛋白作为绿色模板合成，反应条件温和、易于控制。本专利技术的目的还在于提供所述的一种银纳米材料在检测海产品中Cu2+的应用。利用Cu2+对所述银纳米材料选择性淬灭的特点，用于Cu2+的定量检测。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：（1）藻红蛋白-银纳米颗粒的合成与表征；具体方法为：用纯化所得R-藻红蛋白作为模板和还原剂，采用生物合成法在最优条件下合成银纳米颗粒。采用荧光光谱仪和透射电子显微镜对合成的银纳米颗粒进行表征。（2）上述制备的纳米颗粒探针，对金属离子污染物如Cr3+,Co2+,Hg2+,Ag+,Pb2+,Cu2+,Na+,Fe2+,Cd2+,Mg2+,Zn2+,Ba2+,K+,Ni2+和Ca2+进行了荧光检测，发现其对Cu2+表现出良好的选择性荧光淬灭，故其可应用于Cu2+的定量检测。（3）制作标准曲线：首先测定Cu2+不存在时，纳米颗粒的荧光强度F0，然后将藻红蛋白-银纳米颗粒置于离心管中，依次加入不同浓度梯度的Cu2+，静置反应10min后，在激发波长365nm，激发和发射狭缝宽均为5nm的条件下，测其在660nm处测其荧光强度F。然后根据荧光猝灭效率(F0−F)/F0，绘制标准曲线（4）实际样品检测：将不同浓度的铜离子1.00µM和20.00µM，分别加入扇贝、银鲳鱼和海参三种样品中，利用银纳米颗粒荧光探针检测，计算回收率。回收率(%)=100×测得浓度⁄加入浓度。（5）技术优点：1.本专利技术的荧光探针的合成过程无需加入有毒试剂。2.本专利技术的荧光探针在溶液状态下呈紫色，加入Cu2+后溶液呈蓝色，且荧光淬灭，可通过荧光和裸眼两种方式检测。3.本专利技术的荧光探针成功的应用于海产品中Cu2+的检测。附图说明图1藻红蛋白-银纳米颗粒的透射电镜图图2为藻红蛋白-银纳米颗粒激发和发射波长图，插图为藻红蛋白-银纳米颗粒在自然光和紫外光下的颜色图3为藻红蛋白-银纳米颗粒含有不同金属离子的R-藻红蛋白溶液的相对荧光强度(F/F0)。F0代表不加金属离子的荧光强度，F代表加金属离子的荧光强度。图4为加入不同浓度的Cu2+(0,0.5,1.0,5.0,10.0,20.0,40.0,60.0,100.0μM)的藻红蛋白-银纳米颗粒的荧光强度图5为藻红蛋白-银纳米颗粒的荧光淬灭率对Cu2+(0,0.5,1.0,5.0,10.0,20.0,40.0,60.0,100.0μM)浓度的对数的线性范围图。误差条代表标准偏差。插入的图片为相对应的溶液在紫外光下的图片。图6为三种海产品样品中的Cu2+检测结果具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术进行进一步的说明和描述。实施例1：R-藻红蛋白-银纳米颗粒的合成和表征：在烧杯中加入取0.5-1.0mL1.0-1.5mg/mL藻红蛋白溶液和4.0mg/mL0.5-1.0mL的AgNO3溶液，用磁力搅拌器进行600-1000rpm转速搅拌。控制实验条件为水浴控温25-30℃下搅拌60-120min。所得透射电子显微镜下的图像如图1所示，粒径大致分布在7.2±3.5nm左右。荧光光谱如图2所示，激发波长在365nm处，最大发射峰在660nm处。实施例2：所合成的R-藻红蛋白-银纳米颗粒对不同金属离子的淬灭程度，见图3，从图中可以看出，Cu2+对此银纳米颗粒的猝灭程度最大，可见此银纳米颗粒可用于Cu2+的检测。将不同浓度(0,0.5,1.0,5.0,10.0,20.0,40.0,60.0,100.0μM)的Cu2+与藻红蛋白-银纳米颗粒反应10分钟，用365nm为激发波长，进行荧光扫描，在660nm处测其荧光强度F。在加入Cu2+后，银纳米颗粒溶液的荧光发射峰发生了很大的变化，如图4所示。计算出猝灭效率(F0−F)/F0后，建立标准曲线。由3倍的空白标准差除以标准曲线的斜率计算得出此检测方法的最低检出限是0.0190μM，如图5所示。实施例3：R-藻红蛋白-银纳米颗粒在检测海产品中Cu2+的应用。扇贝、银鲳鱼和海参用去离子水清洗，粉碎。然后称取2.0g样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光银纳米颗粒，其特征在于以从条斑紫菜中提取所得的R-藻红蛋白作为模板和还原剂，取0.5-1.0 mL 1.0-1.5 mg/mL藻红蛋白溶液，加入4.0 mg/mL 0.5-1.0 mL的AgNO

【技术特征摘要】
1.一种荧光银纳米颗粒，其特征在于以从条斑紫菜中提取所得的R-藻红蛋白作为模板和还原剂，取0.5-1.0mL1.0-1.5mg/mL藻红蛋白溶液，加入4.0mg/mL0.5-1.0mL的AgNO3溶液，搅拌、混合，制得银纳米材料；在不需要其它还原剂和稳定剂的条件下，在25-30℃下搅拌60-120min，即制得藻红蛋白-银纳米颗粒。


2.如权利要求1所述的荧光银纳米颗粒，其特征在于不需要添加其他还原剂和稳定剂。


3.如权利要求1所述的荧光银纳米颗粒，其特征在于合成温度为25-30℃，合成时间为60-120min。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王全富，侯艳华，王一帆，王亚彤，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37