一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法及应用，属于材料化学技术领域。其采用铜离子溶液、钴离子溶液和谷胱甘肽通过一步法直接制备钴离子介导构建的铜纳米发光团簇。本发明专利技术利用Co

【技术实现步骤摘要】
一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法及应用，属于材料化学


技术介绍

[0002]手性在自然界中普遍存在，从小分子到大分子再到宏观世界均表现出单一的手性特征。例如自然界中的单糖大多数为D型(如核糖核酸、脱氧核糖核酸等)，而氨基酸(半胱氨酸、赖氨酸等)却均为L型，(甘氨酸不具手性)，因此具有单一手性特征的生命体对于手性对映体表现出很强的特异选择性，不同的手性构型引起的生物学效应存在着显著的差异。手性相关物质广泛地参与了各种信号通路和生命活动，在维持正常的生理过程和生命活动中起着至关重要的作用，选择具有特定手性构型的物质对维护正常的生命活动至关重要。进一步地，对于一些重大疾病或者重要生命活动中存在的标靶物质来说，具有特征手性构型的纳米探针极有可能对具有单一手性构型的生命靶标物质具有更高的识别能力和亲和性，从而提高对靶标物质检测的灵敏度。
[0003]三磷酸腺苷(ATP)是生物体内最直接的能量来源，由三个磷酸基团，腺嘌呤和核糖组成，具有独特的手性结构，主要存在线粒体中，ATP广泛参与线粒体氧化应激和能量代谢等重要的生物学事件，此外还涉足细胞凋亡、坏死等多种生理病理过程；检测神经细胞中的三磷酸腺苷动态模式可以用于神经退行性疾病的重要诊断依据，通过早期发现、诊断进行相关的早期治疗，充分实现把疾病危害降到最低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法及应用，其制备方法简单，检测性能优异。
[0005]本专利技术的技术方案，一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法，采用铜离子溶液、钴离子溶液和谷胱甘肽通过一步法直接制备钴离子介导构建的铜纳米发光团簇。
[0006]进一步地，具体为L
‑
、D
‑
构型的手性纳米探针；针对L
‑
、D
‑
构型的手性纳米探针对应的制备原料分别为L
‑
谷胱甘肽、D
‑
谷胱甘肽。
[0007]进一步地，分别配制铜离子溶液，钴离子溶液，谷胱甘肽溶液和碱性溶液，随后将铜离子溶液加入谷胱甘肽溶液中，均匀搅拌一段时间后在搅拌状态下逐滴加入配置好的碱性溶液，持续搅拌一段时间；反应结束后，加入乙醇离心去除上清，将沉淀用水重悬，得到一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建的手性纳米探针。
[0008]进一步地，所述铜离子溶液具体为CuSO4；所述钴离子溶液具体为CoCl2·
6H2O；所述碱性溶液具体为NaOH溶液。
[0009]进一步地，所述铜离子溶液浓度为1
‑
5mg/mL，钴离子溶液浓度为20
‑
100mg/mL，谷
胱甘肽溶液浓度为40
‑
70mg/mL；碱性溶液浓度为30
‑
50mg/mL的NaOH溶液。
[0010]进一步地，采用10
‑
30mL的CuSO4加入10
‑
30mL的谷胱甘肽溶液中；随后逐滴滴加1
‑
3mL的NaOH溶液；最后加入0.1
‑
0.5mL CoCl2·
6H2O，匀速搅拌0.5
‑
1.0h。
[0011]进一步地，在CuSO4、谷胱甘肽溶液、NaOH溶液反应完毕后，将反应液和无水乙醇等体积比混合后，7000
‑
9000rpm离心5
‑
15min，去除上清，然后将沉淀重新溶解在纯水中，重复洗涤若干次去除多余未反应的反应物。
[0012]所述方法制备得到的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针。
[0013]所述手性纳米探针的应用，将其应用于手性靶标物质的超灵敏检测中。
[0014]进一步地，所述手性靶标物质具体为ATP分子。
[0015]进一步地，所述手性纳米探针能够对ATP分子实现荧光和手性双信号响应，同时对细胞内的靶标物质进行高时空分辨率的可视化定位。
[0016]本专利技术构建的一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建的手性纳米探针：可以作为纳米组装基元，构建圆偏振光学器件；可以作为荧光探针，特异性标定三磷酸腺苷，观测三磷酸腺苷动态模式，监测线粒体氧化应激和能量代谢，细胞凋亡、坏死等多种生理病理过程，作为监测神经退行性疾病的重要依据，为疾病的早期治疗提供技术支撑。
[0017]本专利技术利用钴离子诱导，构建了在可见区具备手性光学活性的铜纳米发光探针，使手性信号能够屏蔽生物基质背景手性信号的干扰，从而作为检测信号用于生命靶标物质的检测。同时钴离子和铜纳米发光团簇构建的手性纳米不仅具有可见光区的手性信号而且具有荧光信号，能够对ATP分子实现荧光和手性双信号响应。本专利技术中提及的探针不需要破坏细胞组织就能够实现ATP的手性和荧光双响应信号检测，同时对细胞内的靶标物质进行高时空分辨率的可视化定位。开发手性发光纳米材料目前还未引起足够的关注度，该领域具有相当大的开发和应用前景，对于重大疾病标志物的示踪检测、生物医疗诊断等领域的发展具有重要意义。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术合成的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建的手性纳米探针具有强手性光学活性，其制备方法简单，成像性能优异；所制备材料对疾病标志物示踪检测、生物成像、生物医疗等领域的发展具有重要意义。
附图说明
[0019]图1钴离子和铜纳米发光团簇构建的手性纳米探针的制备以及检测示意图。
[0020]图2L
‑
谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的透射电子显微镜照片。
[0021]图3L
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谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的荧光强度与钴离子浓度响应的荧光光谱(Fluorescence,FL)。
[0022]图4L
‑
谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针与铜纳米发光团簇的荧光光谱对比图。
[0023]图5L
‑
谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的手性强度与钴离子浓度响应的圆二色光谱(Circular dichroism,CD)。
[0024]图6L/D
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谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的圆二色光谱。
[0025]图7L/D
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谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的吸收光谱。
[0026]图8L/D
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谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的ATP检测圆二色光谱。
[0027]图9L/D
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谷胱甘肽修饰的基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的ATP检测圆二色光谱线性分析。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法，其特征是：采用铜离子溶液、钴离子溶液和谷胱甘肽通过一步法直接制备得到手性纳米探针。2.如权利要求1所述基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法，其特征是：具体为L
‑
、D
‑
构型的手性纳米探针；针对L
‑
、D
‑
构型的手性纳米探针对应的制备原料分别为L
‑
谷胱甘肽、D
‑
谷胱甘肽。3.如权利要求1所述基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法，其特征是：分别配制铜离子溶液，钴离子溶液，谷胱甘肽溶液和碱性溶液，随后将铜离子溶液加入谷胱甘肽溶液中，均匀搅拌一段时间后在搅拌状态下逐滴加入配置好的碱性溶液，持续搅拌一段时间；反应结束后，加入乙醇离心去除上清，将沉淀用水重悬，得到基于钴离子和铜纳米发光团簇构建的手性纳米探针。4.如权利要求3所述基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法，其特征是：所述铜离子溶液具体为CuSO4；所述钴离子溶液具体为CoCl2·
6H2O；所述碱性溶液具体为NaOH溶液。5.如权利要求4所述基于钴离子和铜纳米发光团簇构建手性纳米探针的方法，其特征是：所述铜离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斯，丁棋，林恒伟，司庆睿，杨伟民，王芳，邢欣贺，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：