一种血液中微量元素铜离子荧光检测纳米晶材料及其制备方法和检测试剂盒技术

本申请涉及血液中微量元素检测领域，尤其涉及一种血液中微量元素铜离子荧光检测纳米晶材料及其制备方法和检测试剂盒。一种铜离子荧光检测纳米晶材料，该纳米晶材料的纳米晶分子式如下：NaTb

【技术实现步骤摘要】
一种血液中微量元素铜离子荧光检测纳米晶材料及其制备方法和检测试剂盒


[0001]本申请涉及血液中微量元素检测领域，尤其涉及一种血液中微量元素铜离子荧光检测纳 米晶材料及其制备方法和检测试剂盒。

技术介绍

[0002]铜是生物体所必须的微量元素，其浓度高低直接影响人们的健康。它在人体中主要以作 为许多酶和蛋白(如超氧化物歧化酶、细胞色素氧化酶、多巴胺轻化酶、酪氣酸酶和铜蓝蛋 白等)的辅助因子或结构组成部分而发挥作用。铜缺乏一般伴随着其他营养元素的缺乏或者 其生物结抗物质的摄取过量，影响细胞内许多酶的正常功能，进而影响细胞的新陈代谢过程。 铜过量通常是由于遗传性疾病或者由于环境和食品污染，误食了大量含铜的食物或吸入了含 铜量高的气体所造成。人类的活动造成铜离子的大气污染和水体污染，最终都会回归到土壤 中造成土壤污染，进而影响农作物的产量和质量。食物中的铜离子通过食物链的逐级放大过 程，最终会进入人体，对人类的健康产生危害。肝脏是储存铜离子的重要场所，也是铜排入 胆汁的重要器官，铜过量会影响肝肾的正常代谢以及胃肠道功能紊乱，溶血性贫血等；过多 的铜离子若在脑、角膜、心脏等处沉淀，会造成神经退行性疾病和全身性的症状，包括威尔 逊氏综合症和阿尔茨海默氏症。
[0003]目前常用的金属离子的检测方法包括：生物传感器、原子吸收光谱、等离子体发射光谱、 比色法、电化学法和纳米荧光探针等方。其中比色法随可准确，快速地测定金属离子，但过 程繁琐且适用范围小；原子吸收光谱和等离子体发射光谱法虽然选择性好，灵敏度高及适用 范围广，但设备复杂并且成本高昂；电化学法则存在着选择性差的缺点；而纳米传感器、生 物传感器和纳米荧光探针等新兴的检测方法虽然简单快速并且选择性及灵敏性均较好，但其 常用的纳米材料如传统的金属化合物量子点毒性较大，难以用于生物样品的检测。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本申请的目的是提供一种铜离子荧光检测纳米晶材料，该纳 米晶材料在980纳米激光器激发条件下，在蓝光区域和绿光区域表现出明亮的上转换发光， 分别对应于激活离子Tm
3+
：1G4→3H6(～450nm，蓝光)和Tb
3+
：5D4→7F
J
的跃迁，荧光强度 的变化与铜离子的浓度密切相关。为了将该纳米晶应用于生物领域，在其表面包覆了一层二 氧化硅，使其获得良好的水溶性和生物相容性，能够很好的应用于血液中铜离子的痕量检测。
[0005]为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
[0006]一种铜离子荧光检测纳米晶材料，该纳米晶材料的纳米晶分子式如下： NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:Yb/Tm@SiO2。
[0007]优选，该纳米晶材料为水溶性纳米晶材料，由二氧化硅包覆NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:
Yb/Tm 纳米晶构成。
[0008]优选，NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:Yb/Tm@SiO2纳米晶为 NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:40Yb/1Tm@SiO2。
[0009]进一步，本申请提供了一种铜离子荧光检测纳米晶材料的制备方法，该方法包括以下步 骤：
[0010]1)0.8毫摩尔乙酸钠，0.32毫摩尔乙酸铽，0.48毫摩尔乙酸钇，4毫摩尔氟化铵，8毫升 油酸和15毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氩气保护条件下，在160℃的温度下保温45 分钟得到无水的透明溶液，待溶液自然冷却至室温后，逐滴加入4毫升含有4毫摩尔氟 化铵的甲醇溶液，然后在80℃保温半小时，待甲醇溶液全部挥发之后，升温到300℃， 并在此温度下保温80分钟；
[0011]2)自然冷却到室温，所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后将核纳米晶保存在 4毫升环己烷中备用；
[0012]3)将1毫摩尔乙酸钠，0.59毫摩尔乙酸铋，0.4毫摩尔乙酸镱，0.01毫摩尔乙酸铥，15 毫升油酸，20毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氩气保护条件下，在160℃的温度下保温 45分钟得到无水透明溶液，待溶液自然冷却至60℃后，逐滴加入核纳米晶，然后在105℃ 保温40分钟，待溶液自然冷却至室温后，逐滴加入8毫升含有4毫摩尔氟化铵的甲醇溶 液，然后在80℃保温半小时，待甲醇溶液全部挥发之后，升温到210℃，并在此温度下 保温60分钟；
[0013]4)自然冷却到室温，将所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤；
[0014]5)将0.1ml的CO-520，6ml的环己烷和4ml(0.01M)的核壳纳米晶加入到烧杯中搅拌 10分钟，再加入0.4ml的CO-520和0.08ml的氨水后将烧杯密封起来超声20分钟，直至 溶液由乳白色变得澄清；
[0015]6)再将0.04ml的TEOS加到溶液中后将烧杯密封，以600rpm的转速反应2天，待反应 结束后，在混合溶液加入丙酮沉淀并用乙醇/去离子水(1:1v/v)洗涤2次后分散在去离子 水中。
[0016]进一步，本申请提供了所述的纳米晶材料用于血液中金属铜离子的痕量检测应用。
[0017]进一步，本申请提供了一种血液中金属铜离子的痕量检测试剂盒，该试剂盒包括所述的 纳米晶材料。
[0018]本申请采用一种新颖的NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:40Yb/1Tm@SiO2核壳壳结构的纳米晶，该 纳米晶经二氧化硅修饰后具备良好的水溶性和生物相容性，且其中Yb
3+
→
Tm
3+
的能量传递过 程位于外壳层中，而Tb
3+
离子位于核中，在980nm激光激发下，能够发射较强的蓝色和绿色 的上转换荧光。而随着铜离子浓度的增大，荧光强度会不断下降，由此根据荧光强度下降的 差值和铜离子浓度的关系曲线能够很好地应用于血液中的铜离子荧光定量检测。
附图说明
[0019]图1(a)核纳米晶(紫色)和核壳纳米晶(红色)的XRD图谱，(b)为核壳纳米晶的透射 电子显微镜图。
[0020]图2(a)产物在980纳米激光器激发条件下的上转换发光光谱，上转换发光强度随激活离 子Tm
3+
(b)，Tb
3+
(c)与Yb
3+
(d)浓度变化的关系曲线。
[0021]图3纳米晶与Cu
2+
体系的荧光光谱，图中Cu
2+
的浓度(从下到上)：700，300，80，20， 10，2，0μmol/L；λ＝550nm。嵌入图：550nm处的荧光强度降低值与Cu
2+
浓度的线性响应 曲线。
[0022]图4其他金属离子对体系的响应。所有离子的浓度均为1.0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜离子荧光检测纳米晶材料，其特征在于，该纳米晶材料的纳米晶分子式如下：NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:Yb/Tm @SiO2。2.根据权利要求1所述的一种铜离子荧光检测纳米晶材料，其特征在于，该纳米晶材料为水溶性纳米晶材料，由二氧化硅包覆NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:Yb/Tm纳米晶构成。3.根据权利要求1或2所述的一种铜离子荧光检测纳米晶材料，其特征在于，NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:Yb/Tm@SiO2纳米晶为NaTb
0.4
Y
0.6
F4@NaBiF4:40Yb/1Tm@SiO2。4.根据权利要求3所述的一种铜离子荧光检测纳米晶材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）0.8毫摩尔乙酸钠，0.32毫摩尔乙酸铽，0.48毫摩尔乙酸钇，4毫摩尔氟化铵，8毫升油酸和15毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氩气保护条件下，在160
o
C的温度下保温45分钟得到无水的透明溶液，待溶液自然冷却至室温后，逐滴加入4毫升含有4毫摩尔氟化铵的甲醇溶液，然后在80
o
C保温半小时，待甲醇溶液全部挥发之后，升温到300
o
C，并在此温度下保温80分钟；2）自然冷却到室温，所得的纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王从相，王清清，王双兰，
申请(专利权)人：温州广立生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：