一种腐植酸钠-铜纳米团簇的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及分析化学及荧光纳米生物材料技术领域，具体涉及一种腐植酸钠

【技术实现步骤摘要】
一种腐植酸钠
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铜纳米团簇的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及分析化学及荧光纳米生物材料
，具体涉及一种腐 植酸钠
‑
铜纳米团簇的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]氨基酸是化学和生物系统中常用的一项重要评价指标，其影响着许多 化学反应和生化反应，尤其是细胞的癌变。研究表明肿瘤细胞内部分氨基 酸含量会发生异常变化，因此可以将检测氨基酸作为癌症诊断的一项标记 物。色氨酸(Trp)作为必需氨基酸之一，由于它在蛋白质合成和生物医 学代谢调节中不可或缺的作用，以及它的代谢异常与癌症的发病机制密切 相关，如乳腺癌、宫颈癌和肝癌的发生，受到了广泛关注。此外，常见的 有毒金属汞离子(Hg
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)因其对细胞的高毒性和腐蚀性，使癌症的发病率猛 增，也同时受到广泛关注。因此，迫切需要开发简单、简便、环保的分析 方法用于生物系统中色氨酸和Hg
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同时检测，从而实现癌症临床早期诊断 并用于预防癌症发生。
[0003]色氨酸和Hg
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的传统测定方法主要有电化学法、高效液相色谱法、比 色法等。虽然这些方法被广泛使用，但其存在仪器昂贵，操作繁琐，费用 较高、耗时较长等缺陷。因此急需开发一种快捷简便的分析方法用于高效 检测色氨酸和Hg
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。
[0004]金属铜纳米团簇荧光探针是近年发展起来的一种技术，它因体积较 小、样品用量少、可以多次反复利用，操作简单、高灵敏度、成本低廉受 到研究者的青睐。有研究表明其还可用于细胞/组织中活性物质或者内环境 的检测。但目前制备的铜纳米团簇存在易团聚和氧化等问题，致使其储存 稳定性低，荧光易发生猝灭。为解决荧光铜纳米团簇稳定性低和制备繁琐 两大问题，本文拟选择结构中含有芳环、脂环，环上有羟基、羧基和醌基 等官能团，能与金属离子发生络合作用、氧化还原作用的腐植酸钠为保护 剂，采用一锅化学还原法制备具有高稳定性的铜纳米团簇。此外，目前并 未有检测色氨酸和汞离子的双功能荧光铜纳米团簇。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种腐植酸钠
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铜纳米团 簇的制备方法及应用，本专利技术用腐植酸钠作为保护剂，借助化学还原一锅 法制备得到高稳定性荧光铜纳米团簇。鉴于该腐植酸钠保护的铜纳米团簇 制备方法便捷绿色和优良的稳定性，以及良好的生物相容性和对色氨酸的 荧光增强响应和Hg
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的连续猝灭响应双重灵敏响应特性，该方法制备的铜 纳米团簇可以用作荧光增强型色氨酸传感和连续检测Hg
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传感。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种腐植酸钠
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铜纳米团簇的制备方法，包括：
[0008]步骤1：称取腐植酸钠溶解于超纯水中得到保护剂腐植酸钠溶液，称 取铜盐溶解于超纯水中得到铜离子溶液，将两种溶液混合搅拌，并调节混 合液pH为10
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11；
[0009]步骤2：步骤1得到的混合液中加入还原剂抗坏血酸溶液，置于恒温 磁力搅拌器
上，60℃反应10min，反应结束后将混合溶液静置，冷却至 室温；
[0010]步骤3：将步骤2得到的冷却混合液于高速离心机离心15min，得到上 层浅黄色的腐植酸钠
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铜纳米团簇溶液，然后于4℃冰箱避光保存。
[0011]优选的，所述步骤1的铜离子溶液为硝酸铜，氯化铜，硫酸铜和醋酸 铜中任一种溶液。
[0012]优选的，所述步骤3高速离心机以12000rpm/min运行。
[0013]优选的，所述腐植酸钠、抗坏血酸和铜离子的质量比为6:2:1。
[0014]腐植酸钠
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铜纳米团簇的应用，制备得到的腐植酸钠
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铜纳米团簇能产 生青色荧光，最大激发波长为370nm，最大发射波长为458nm，将其作 为探针，用于荧光增强型检测色氨酸。
[0015]优选的，用于连续荧光猝灭型检测汞离子。
[0016]优选的，利用腐植酸钠
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铜纳米团簇
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色氨酸，在荧光发射光谱为458nm 处的荧光强度的减弱变化实现汞离子的连续测定。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018](1)本专利技术使用腐植酸钠作为保护剂，腐植酸钠中所含的羧基和醌 基基团中的孤对电子可与Cu
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中的空轨道相结合，形成了一个高度集中区 域的螯合物，随后抗坏血酸作为还原剂能够将二价铜离子还原为零价铜原 子和一价铜离子，从而得到腐植酸钠保护的铜纳米团簇。
[0019]色氨酸中的胺基与羧基可与腐植酸钠中的羰基、甲氧基和烯醇基之间 形成稳定的氢键，从而诱导腐植酸钠保护的铜纳米团簇发生聚集，限制了 腐植酸钠分子间电子的运动，从而使其荧光发生显著增强，进一步实现开 关增强型检测色氨酸，显著提高了检测信噪比。随后汞离子可与色氨酸中 的胺基通过配位作用形成不发光配合物，使得色氨酸与铜纳米团簇之间氢 键破坏，导致高度聚集结构遭受破坏，荧光发生猝灭，从而实现连续型检 测汞离子。
[0020](2)本专利技术在制备腐植酸钠
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铜纳米团簇时采用一锅法反应，其能够 促进反应迅速发生从而缩短反应时间和操作流程；
[0021](3)本专利技术使用腐植酸钠保护的铜纳米团簇材料作为探针，溶液值 的改变被转换为光信号，便于肉眼观察和仪器测定；
[0022](4)本专利技术所构建的色氨酸检测方法为荧光增强型检测，检测限为 289nM，测定灵敏度高，响应范围宽，受背景干扰小；
[0023](5)本专利技术反应时间迅速，仅需10min就可得到腐植酸钠
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铜纳米团 簇，具有绿色环保、经济易行等特点；
[0024](6)本专利技术所构建的方法实现连续检测汞离子，检测限为159nM， 反应时间为5min，大大缩短了检测时间和操作过程。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0026]在附图中：
[0027]图1为铜纳米团簇在可见光下和紫外光下照射图；
[0028]图2为不同反应条件及原料用量对铜纳米团簇溶液的影响；
[0029]图3为铜纳米团簇的紫外
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可见光谱和荧光光谱图；
[0030]图4为铜纳米团簇的TEM图：图A为TEM图，插图为粒径分布图；
[0031]图4B为HRTEM图；
[0032]图5为铜纳米团簇的SEM图；
[0033]图6为铜米团簇的XPS图；
[0034]图7为铜米团簇的稳定性：图7A为储存时间稳定性影响图；图7B 为紫外辐射时间影响图；图7C为盐效应影响图；图7D为H2O2氧化性影 响图；图7E为pH影响图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腐植酸钠
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铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：包括：步骤1：称取腐植酸钠溶解于超纯水中得到保护剂腐植酸钠溶液，称取铜盐溶解于超纯水中得到铜离子溶液，将两种溶液混合搅拌，并调节混合液pH为10
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11；步骤2：步骤1得到的混合液中加入还原剂抗坏血酸溶液，置于恒温磁力搅拌器上，60℃反应10min，反应结束后将混合溶液静置，冷却至室温；步骤3：将步骤2得到的冷却混合液于高速离心机离心15min，得到上层浅黄色的腐植酸钠
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铜纳米团簇溶液，然后于4℃冰箱避光保存。2.根据权利要求1所述的一种腐植酸钠
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铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：所述步骤1的铜离子溶液为硝酸铜，氯化铜，硫酸铜和醋酸铜中任一种溶液。3.根据权利要求2所述的一种腐植酸钠
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铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：所述腐植酸钠、抗坏血酸和铜离子的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐，梁泰帅，
申请(专利权)人：山西医科大学，
类型：发明
国别省市：