一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法技术

一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法，通过调节合成体系的pH值获得发射波长可调的荧光金属纳米簇，本发明专利技术在荧光金纳米簇的合成过程中，通过调节反应溶液的pH值即可实现多色可调荧光金纳米簇的合成，并且整个合成过程所需要的时间≤20分钟，操作简单，快速，绿色环保，荧光强度高。

【技术实现步骤摘要】
一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法
本专利技术涉及一种荧光金纳米簇的合成方法，具体涉及一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法。
技术介绍
荧光金属纳米簇，通常由几个到几十个原子组成且尺寸小于2nm，具有独特的物理、化学及光学性质。荧光金属纳米簇的优良性质使其在细胞成像、催化、传感等领域具有广泛的应用。在过去的十几年，许多模板如DNA、氨基酸、聚合物、蛋白质等均成功地用于纳米簇的合成。金纳米簇是由几个到几十个金属原子构成的相对稳定的纳米结构，由于其具有独一无二的特异性，是金属纳米材料中非常重要的一部分，与荧光蛋白、小分子荧光染料等其他荧光探针相比，金纳米簇具有出色的生物相容性，低毒性，稳定性以及独特的荧光性能，在环境、化学、生物成像以及生物检测等领域成为引人注目且具发展潜力的新型荧光纳米材料。目前，合成的荧光金属纳米簇大多只有一种颜色，对多色荧光金属纳米簇的报道较少。实现合成多色荧光金属纳米簇的途径主要有：改变反应溶液的组分以及比例、试剂添加顺序、添加其它配体、使用有机溶剂等。这些方法通常具有实验步骤繁琐、条件优化过程复杂、或许使用有毒试剂等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种操作简单，成本低，绿色环保，荧光强度高的发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法，包括以下步骤：（1）将氯金酸溶液与甲醇混合，加入DNA寡核苷酸溶液，得终浓度为0.1-10μM/L的混合溶液；（2）将步骤（1）所得混合溶液在搅拌状态下加入3-巯基丙酸，得终浓度为0.05-5μM/L的混合溶液；（3）在步骤（2）所得混合溶液中加入冰水配制的硼氢化钠溶液，得终浓度为5-500nM/L的混合溶液，搅拌状态下进行还原反应，得反应溶液；（4）用浓HCl和饱和NaOH溶液调节步骤（3）所得混合溶液的pH值为0-14，混匀，即得波长可控多色荧光金纳米簇。进一步，步骤（1）中，氯金酸溶液的浓度为0.1-5mM/L，氯金酸溶液与甲醇的体积比为1:1-1.5。进一步，步骤（1）中，DNA寡核苷酸溶液中的DNA寡核苷酸模板被设计成5’端为6-20个C碱基。进一步，步骤（1）中，DNA寡核苷酸溶液和氯金酸溶液的体积比为10-4-10-2∶1。进一步，步骤（3）中，合成反应温度在20-40℃，优选25℃。进一步，步骤（3）中，冰水为0-4℃超纯水。进一步，步骤（4）中，当反应溶液的pH值为1时，最终获得的荧光金纳米簇的最大激发波长为375nm，最大发射波长为485nm，属于绿色荧光金纳米簇。进一步，步骤（4）中，当反应溶液的pH值为3-4时，最终获得的荧光金纳米簇的最大激发波长为280nm，最大发射波长为325nm，属于紫色荧光金纳米簇。进一步，步骤（4）中，当反应溶液的pH值为6-7时，最终获得的荧光金纳米簇的最大激发波长为350nm，最大发射波长为580nm，属于红色荧光金纳米簇。进一步，步骤（4）中，当反应溶液的pH值为8-10时，最终获得的荧光金纳米簇的最大激发波长为370nm，最大发射波长为430nm，属于蓝色荧光金纳米簇。进一步，步骤（4）中，所述混匀为用漩涡振荡器混匀30-90s。本专利技术有益效果：以DNA寡核苷酸为模板合成金纳米簇的反应过程中，仅仅通过调节反应溶液的pH值，实现了多波长可调荧光金纳米簇的合成；并且合成过程非常简单快速，仅需约20分钟；与现有技术相比，具有步骤简单、快速、绿色环保、荧光强度高等优点。附图说明图1是本专利技术实施例1为pH值=1对荧光金纳米簇荧光强度的影响曲线图；图2是本专利技术实施例2为不同pH值（pH值=5和pH值=8）对荧光金纳米簇荧光强度的影响曲线图；图3是本专利技术实施例3为不同pH值（pH值=2、pH值=4和pH值=7）对荧光金纳米簇荧光强度的影响曲线图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术实施例所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。实施例本实施例合成一种绿色发射波长的金纳米簇，具体操作步骤如下：（1）室温下，将1000μL0.2mM/L氯金酸（HAuCl4）水溶液与等体积的甲醇混合，加入200μL5μM/L以C12为模板的DNA寡核苷酸溶液，得终浓度为0.45μM/L的混合溶液；（2）在步骤（1）所得混合溶液中，在1200转/分钟转速的磁力搅拌器搅拌下加入150μL体积分数为25%的3-巯基丙酸（MPA），得终浓度为0.42μM/L的混合溶液；（3）在步骤（2）所得混合溶液中加入150μL1mM/L新鲜冰水配制的硼氢化钠（NaBH4）溶液，得终浓度为0.4μM/L的混合溶液，搅拌状态下进行还原反应，得反应溶液。（4）用浓HCl和饱和NaOH溶液调节步骤（3）得到pH值=1的反应溶液，然后用漩涡振荡器混匀60s；便得到一种紫色发射波长的金纳米簇。参见图1，pH值为1的反应溶液通过反应所得金纳米簇获得最大激发波长为375nm，最大发射波长为485nm。本实施例中所述以C12核酸适配体序列作为金纳米簇合成的模板；具体序列如下：5’-CCCCCCCCCCCC；实施例2本实施例合成两种不同发射波长的金纳米簇，具体操作步骤如下：（1）室温下，将1000μL5mM/L氯金酸（HAuCl4）水溶液与等体积的甲醇混合，加入200μL5μM/L以黄曲霉素B1（AFB1）核酸适配体（DNA）为模板的DNA寡核苷酸溶液，得终浓度为0.45μM/L的混合溶液；（2）在步骤（1）所得混合溶液中，在1500转/分钟转速的磁力搅拌器搅拌下加入150μL体积分数为25%的3-巯基丙酸（MPA），得终浓度为0.42μM/L的混合溶液；（3）在步骤（2）所得合成反应溶液中加入150μL1mM/L新鲜冰水配制的硼氢化钠（NaBH4）溶液，得终浓度为0.4μM/L的混合溶液，搅拌状态下进行还原反应，得合成反应溶液；（4）用浓HCl和饱和NaOH溶液调节步骤（3）分别得到pH值=5的合成反应溶液和pH值=8的合成反应溶液，然后用漩涡振荡器混匀60s；便得到两种激发波长发射波长不同的金纳米簇。参见图2，当pH值为5的反应溶液通过反应所得金纳米簇获得最大激发波长为350nm，最大发射波长为580nm；pH值为8的反应溶液通过反应所得金纳米簇获得最大激发波长为370nm，最大发射波长为430nm。本实施例中所述以黄曲霉素B1（AFB1）核酸适配体（DNA）为模板的寡核苷酸DNA溶液，将黄曲霉素B1（AFB1）核酸适配体序列为基础，设计并合成寡核苷酸DNA链，作为金纳米簇合成的模板；具体序列如下：5’-CCCCCCCCCCCCAAAAAAGT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法，其特征在于：包括以下步骤：/n（1）将氯金酸溶液与甲醇混合，加入DNA寡核苷酸溶液，得终浓度为0.1-10μM/L的混合溶液；/n（2）将步骤（1）所得混合溶液在搅拌状态下加入3-巯基丙酸，得终浓度为0.05-5μM/L的混合溶液；/n（3）在步骤（2）所得混合溶液中加入冰水配制的硼氢化钠溶液，得终浓度为5-500nM/L的混合溶液，于搅拌状态下进行还原反应，得反应溶液；/n（4）用浓HCl和饱和NaOH溶液调节步骤（3）所得反应溶液的pH值，混匀，即得波长可控多色荧光金纳米簇。/n

【技术特征摘要】
1.一种发射波长可控多色荧光金纳米簇的快速合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将氯金酸溶液与甲醇混合，加入DNA寡核苷酸溶液，得终浓度为0.1-10μM/L的混合溶液；
（2）将步骤（1）所得混合溶液在搅拌状态下加入3-巯基丙酸，得终浓度为0.05-5μM/L的混合溶液；
（3）在步骤（2）所得混合溶液中加入冰水配制的硼氢化钠溶液，得终浓度为5-500nM/L的混合溶液，于搅拌状态下进行还原反应，得反应溶液；
（4）用浓HCl和饱和NaOH溶液调节步骤（3）所得反应溶液的pH值，混匀，即得波长可控多色荧光金纳米簇。


2.根据权利要求1所述的波长可控多色荧光金纳米簇的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，所述氯金酸溶液的浓度为0.1-5mM/L，所述氯金酸溶液与甲醇的体积比为1∶1-1.5。


3.根据权利要求1或2所述的pH值调节的波长可控多色荧光金纳米簇的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，所述DNA寡核苷酸溶液中的DNA寡核苷酸模板被设计成5’端为6-20个C碱基。


4.根据权利要求1-3之一所述的波长可控多色荧光金纳米簇的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，所述DNA寡核苷酸溶液和氯金酸溶液的体积比为10-4-10-2∶1。


5.根据权利要求1-4之一所述的波长可控多色荧光金纳米簇的...

【专利技术属性】
技术研发人员：文茜，孔德莉，罗思，罗伟濠，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43