一种水溶性发光银纳米团簇及其制备方法和应用技术

本发明专利技术采用3,4

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性发光银纳米团簇及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，特别涉及一种水溶性发光银纳米团簇及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]焦磷酸盐(PPi)是最重要的生物阴离子之一，在能量传导、能量存储、细胞代谢、基因调控和信号转导等生物过程中发挥着重要的作用，例如DNA和RNA聚合反应、三磷酸腺苷(ATP)的水解以及酶活性的调节。PPi在食品行业中被广泛应用于食品添加剂，不仅可以复合金属离子，保护维生素C免受损害，还可以保持香肠和罐头肉的水分。PPi还是人体肌肉和血管等器官的钙化抑制剂之一，可以抑制无定形盐向结晶磷酸钙的转化，从而抑制羟基磷灰石晶体的生长，因此，它常被用作美白牙膏的抗牙垢成分。然而最近的研究表明，人体如果摄入过多的PPi会增加心血管疾病、关节炎、软骨钙化病以及焦磷酸钙沉积病(CPDD)发生的风险。此外，PPi是主要的磷污染物之一，天然水中磷酸盐浓度过高会导致水体富营养化，从而降低溶解氧的浓度，最终导致某些鱼类和其他水生动物窒息死亡。因此，对于环境和人类而言，建立一种快速、灵敏的方法检测PPi具有重要意义。
[0003]目前，已经采用许多方法来检测PPi，包括化学发光法、酶促技术、毛细管电泳法，电化学传感法以及分光光度法，但是这些方法具有耗时长、样品预处理过程复杂、仪器昂贵和操作繁琐的缺点。近年来，荧光分析法由于操作便捷、灵敏度高、信号响应快、成本低、实时检测且对样品几乎无损伤等优点，在分析检测领域被广泛研究。常见的荧光材料有半导体量子点、有机荧光探针以及金属纳米团簇。大多数量子点的合成通常使用高毒性的镉，而且合成过程涉及一些有毒的试剂。有机荧光探针的制备很复杂，并且大部分探针不溶于水，限制了其在生物系统中的应用。金属纳米团簇制备过程简单，几乎不涉及有机和有毒溶剂，而且具有和量子点材料一样的强光致发光、良好的光漂白性以及水溶性等优点。目前已建立的金属纳米团簇检测PPi的方法通常是基于PPi与金属离子之间的强配位相互作用，金属离子(如铜离子)诱导纳米材料荧光猝灭，由于PPi对金属中心的络合能力更强，因此在含有金属离子的纳米团簇中添加PPi会使荧光团重新释放到溶液中，并伴随着荧光恢复的现象。由于荧光检测过程依赖于铜离子的荧光关闭过程，因此对于复杂基质(如血清)中PPi的检测含硫醇物质的干扰可能很明显。因此开发可靠且灵敏的PPi直接检测的荧光方法仍然具有很大的挑战。
[0004]银纳米团簇(AgNCs)作为金属纳米团簇的一种已经证明了其在化学/生物传感和生物成像中的巨大应用。与金纳米团簇相比，AgNCs不仅具有较低的成本，而且它们具有强光致发光，良好的光稳定性，良好的水溶性等优点。目前已有采用聚合物、DNA、肽和蛋白质等作为模板制备银纳米簇的文献报道。如：Min Yang等(Journal of Alloys and Compounds,2019,781,1021
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1027)以PVP为配体模板，硼氢化钠和抗坏血酸为还原剂，采用晶种方法合成了银纳米颗粒。Xiaodong Lin等(Microchimica Acta,2019,186:648)将AgNO3溶液和DNA溶液混合后孵育30分钟，然后添加硼氢化钠作为还原剂于4℃的黑暗环境
中放置过夜后得到荧光AgNCs。Chuanxi Wang等(Sensors and Actuators B，2017,238:1136
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1143)以谷胱甘肽GSH为配体，水合肼为还原剂，超声处理15分钟，并通过加入异丙醇沉淀出银纳米簇，离心分散在水溶液中获得荧光AgNCs。Guizhou Yue等(Sensors and Actuators B，2019,287:408
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415)将BSA与AgNO3在碱性条件下混合，并以硼氢化钠作为还原剂，室温搅拌2h得到荧光AgNCs。夏晓东等(无机化学学报,2014,30(10),2341
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2346)将AgNO3和3,4
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二羟基
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苯丙氨酸在碱性条件下混合(NaOH调节pH值为8.0)，在日光下照射1h后得到荧光银纳米簇。目前，这些方法都需要加入常用的还原剂硼氢化钠、抗坏血酸、水合肼等，不利于纳米簇的稳定性，有的还需要使用具有强烈刺激和腐蚀性的NaOH来控制体系的pH，因此探究出一种环保、绿色、简单的化学合成方法对于AgNCs的发展是及其重要的。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种水溶性发光银纳米团簇，以及所述银纳米团簇的制备方法，旨在克服现有银纳米团簇制备过程中存在的制备过程繁琐的缺陷。利用所述银纳米团簇进行PPi直接荧光检测，结果可靠且操作灵敏。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种水溶性发光银纳米团簇，其制备原料包括：3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸、硝酸银和水。
[0007]在本专利技术的一些优选的银纳米团簇的实施方式中，制备原料以摩尔份数计，每1摩尔份硝酸银，对应1～6摩尔份3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸。
[0008]在本专利技术的一些优选的银纳米团簇的实施方式中，制备原料以摩尔份数计，每1摩尔份硝酸银，对应的3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸的量，可以为1摩尔份、2摩尔份、3摩尔份、4摩尔份、5摩尔份和6摩尔份，以及它们之间的任意数值；优选地，每1摩尔份硝酸银，对应2～4摩尔份3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸；更优选地，每1摩尔份硝酸银，对应3摩尔份3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸。
[0009]本专利技术第二方面提供了上述水溶性发光银纳米团簇的制备方法，包括：将3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸水溶液和硝酸银水溶液混合，加热回流条件下反应；所述反应的条件包括：加热温度50℃～90℃；回流时间6h～42h。
[0010]在本专利技术的一些优选的制备方法的实施方式中，所述加热温度可以为50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃和90℃，以及它们之间的任意数值；优选地，所述加热温度为70℃～80℃，更优选为80℃。
[0011]在本专利技术的一些优选的制备方法的实施方式中，所述回流时间可以为6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h、16h、16.5h、17h、17.5h、18h、18.5h、19h、19.5h、2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性发光银纳米团簇，其制备原料包括：3,4
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二羟基
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苯丙氨酸、硝酸银和水。2.根据权利要求1所述的银纳米团簇，其特征在于，制备原料以摩尔份数计，每1摩尔份硝酸银，对应1～6摩尔份3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸。3.根据权利要求1或2所述的银纳米团簇，其特征在于，制备原料以摩尔份数计，每1摩尔份硝酸银，对应2～4摩尔份3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的银纳米团簇，其特征在于，制备原料以摩尔份数计，每1摩尔份硝酸银，对应3摩尔份3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸。5.权利要求1
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4中任意一项所述的银纳米团簇的制备方法，其特征在于，包括：将3,4
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二羟基
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L
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苯丙氨酸水溶液和硝酸银水溶液混合，加热回流条件下反应；所述反应的条件包括：加热温度为50℃～90℃；回流时间为6h～42h。6.根据权利要求5所述的银纳米团簇的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦，吕玫，高鹏飞，张国梅，李天栋，双少敏，董川，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：