一種紅色熒光銀納米團簇探針及其制備方法和應用與流程

本發明涉及熒光納米材料，具體涉及一種紅色熒光銀納米團簇探針及其制備方法，以及該探針在酸性環境ph檢測和溫度檢測中的應用。

背景技術：

金屬納米團簇，是一種金屬核心尺寸小于2nm的超小納米粒子。最近幾年，高熒光強度，高穩定性的金屬納米簇被密集的報道作為新型熒光納米簇探針，用于檢測很多種類的目標物。金屬納米簇的一個明顯特征是它強的光致發光，并且具有尺寸小、無毒、水溶性好、stocks位移大、光穩定性好和抗光漂白能力較強的特點，因而引起了研究者廣泛的興趣。銀納米團簇逐漸成為金屬納米材料中的重要組成部分，并廣泛應用于化學分析、生物傳感、生物成像、催化等研究領域。

目前，大多數合成的銀納米團簇在紫外光激發下發射藍光。在環境和生物檢測方面，紅色熒光銀納米團簇更有吸引力，其可以避免一些生物體自身熒光的干擾。

生物小分子如谷胱甘肽、半胱氨酸和卡托普利等。因巰基與銀之間有強烈的相互作用，含巰基的小分子常被用作合成銀納米團簇的優良穩定劑。文獻(glutathione-protectedsilvernanoclustersforsensingtrace-levelhg²⁺inawidephrange,y.p.zhong,c.deng,y.he,y.l.ge,g.w.song,anal.methods,2015,7,1558-1562),用一種常用的生物小分子—谷胱甘肽，合成銀納米簇，對溶液中汞離子有響應，可以完成對實際水樣中汞離子的檢測。且該方法合成過程較繁瑣。文獻(greensynthesisofpeptide-templatedfluorescentcoppernanoclustersfortemperaturesensingandcellularimaging,h.huang,h.li,ai-junwang,s.x.zhong,k.m.fang,j.j.feng,analyst,2014,139,6536-6541)，合成的銅納米簇用于溫度傳感。然而，合成過程較繁瑣，發藍色熒光的銅納米團簇用于生物檢測存在一定的干擾性。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種紅色熒光銀納米團簇探針及其制備方法，該方法簡單，一步合成，反應條件溫和，所得紅色熒光銀納米團簇探針可以避免生物體自身熒光的干擾，可用于環境和生物體ph和溫度的檢測。

為實現上述目的，本發明提供的一種紅色熒光銀納米團簇探針，是以卡托普利作為保護劑、硼氫化鈉作為還原劑，在堿性環境中，通過“一鍋法”制備得到。

本發明提供的一種紅色熒光銀納米團簇探針的制備方法，包括如下步驟：

(1)配置25mmol/l的硝酸銀2ml，不斷攪拌下，向硝酸銀溶液中加25-75mmol/l卡托普利1ml，繼續攪拌使兩者充分混勻；

(2)將1mol/l氫氧化鈉溶液加入到步驟(1)的混合溶液中，其體積為0.15-0.19ml在室溫下繼續攪拌15min；

(3)向步驟(2)得到的混合溶液中加入冰浴配置的10mmol/l硼氫酸鈉溶液，其體積為

0.2-2ml，在室溫下繼續攪拌30min；

(4)將步驟(3)得到的混合溶液經過透析48h，最終得到紅色熒光銀納米團簇探針溶液。

步驟(1)中的卡托普利溶液的濃度優選為50mmol/l；

步驟(2)中氫氧化鈉的用量優選為0.17ml；

步驟(3)中硼氫化鈉的用量優選為0.8ml；

步驟(4)中透析是用分子量為1000da的透析袋透析。

本發明方法制備的紅色熒光銀納米團簇探針可在環境中ph和溫度的檢測中應用。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

(1)以卡托普利為模板，綠色環保，制備方法簡單，成本低廉。

(2)制得的紅色熒光銀納米團簇探針尺寸小、光穩定性強、毒副作用小、水溶性好，熒光強度高，在生物成像、生物標記等領域有廣闊的應用前景。

(3)制得的紅色熒光銀納米團簇探針具有良好的紅色發光性能，可將其用于構建環境中檢測ph的傳感體系。本發明制備的紅色熒光銀納米團簇探針可在酸性環境ph檢測中應用。

(4)制得的熒光銀納米團簇對溫度的響應較靈敏，有大的活化能。對生物體內非接觸溫度測定有應用前景。

附圖說明

圖1為本發明制備及應用的紅色熒光銀納米團簇探針的作用機理示意圖

圖2為本發明制備熒光銀納米團簇探針溶液分別在日光燈(1)和波長為365nm紫外燈(2)照射下的照片

圖3為本發明制備熒光銀納米團簇探針溶液的熒光-紫外圖，圖中a為紫外-可見吸收光譜圖，b為熒光光譜圖

圖4本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液的熒光強度隨溫度的線性變化。

圖5本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液的熒光in(f0/f-1)隨1/(kbt)的變化。

圖6本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液在br緩沖溶液中的熒光強度隨ph的變化

圖7本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液與不同ph的br緩沖溶液之間的線性關系。

圖8本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液在ph值2.08和6.06之間的可逆性。

具體實施方式

本發明是以卡托普利為模板，硼氫化鈉為還原劑，在堿性環境中，通過“一鍋法”制備熒光銀納米團簇探針溶液，并用于ph和溫度的檢測。下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1

以卡托普利為模板的紅色熒光銀納米團簇探針的制備：

(1)配置25mmol/l的硝酸銀2ml，不斷攪拌下，向硝酸銀溶液中加50mmol/l卡托普利1ml，繼續攪拌使兩者充分混勻，硝酸銀與卡托普利的物質的量比為1:1；

(2)將1mol/l氫氧化鈉溶液加入到步驟(1)的混合溶液中，其體積為0.17ml在室溫下繼續攪拌15min；

(3)向步驟(2)得到的混合溶液中加入冰浴配置的10mmol/l硼氫酸鈉溶液，其體積為0.8ml在室溫下繼續攪拌30min；

(4)將步驟(3)得到的混合溶液經過透析48h，最終得到紅色熒光銀納米團簇探針溶液。

制備的紅色熒光銀納米團簇探針的作用機理示意圖見圖1。

制備的熒光銀納米團簇探針溶液分別在日光燈和波長為365nm紫外燈照射下的照片見圖2，圖中1為熒光銀納米團簇探針溶液在日光燈照射下的圖片，顏色為黃橙色，2為波長為365nm紫外燈照射下的圖片，顏色為紅色。

此外，制備的熒光銀納米團簇探針溶液的熒光-紫外圖見圖3，其中熒光圖(b)表明制備的熒光銀納米團簇探針在固定激發波長為445nm條件下，發射峰位置在637nm左右。

實施例2

實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液的熒光強度隨溫度的變化實驗：

取實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液200μl加入到800μl水中在不同溫度下，固定激發波長為445nm，進行熒光光譜檢測，根據637nm左右的熒光峰強度，檢測不同溫度對熒光銀納米團簇探針溶液的熒光峰強度的影響。

不同溫度對熒光銀納米團簇探針溶液的熒光峰強度的影響見圖4：在445nm激發下，熒光銀納米團簇探針溶液隨溫度升高，熒光峰強度逐漸降低；其中溫度值分別是10,15,19,25,32,37,41and45℃對熒光銀納米團簇探針溶液熒光峰強度影響的熒光光譜圖，說明本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液能夠實現對不同溫度的檢測。圖中可以看出，本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液的熒光峰強度的變化與不同溫度呈線性關系，隨著溫度增長，熒光峰強度逐漸減弱，線性方程的r²＝0.9932。

實施例3

實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液對溫度有好的靈敏性：

通過圖4的數據，由阿倫尼烏斯方程計算活化能。從圖5中可得活化能為337mev。對比其他熒光納米材料如表1，本發明有就高的活化能，說明其靈敏度高。

表1為不同熒光納米材料的活化能

實施例4

實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液在br緩沖溶液中的熒光強度隨ph的變化實驗：

取實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液200μl加入到800μl不同ph的br緩沖溶液中，固定激發波長為445nm，在室溫下進行熒光光譜檢測，根據637nm左右的熒光峰強度，檢測不同ph的br緩沖溶液對熒光銀納米團簇探針溶液的熒光峰強度的影響。

不同ph的br緩沖溶液對熒光銅納米團簇探針溶液的熒光峰強度的影響見圖6：在445nm激發下，熒光銅納米團簇探針溶液在加入不同ph的br緩沖溶液，熒光峰強度逐漸增強；其中ph值分別是2.08,2.55,3.01,3.55,4.00,4.54,4.99,5.45,6.06,6.55,7.00,8.04,9.04,10.02,11.07,12.02的br緩沖溶液對熒光銀納米團簇探針溶液熒光峰強度影響的熒光光譜圖，說明本發明制備的熒光銀納米團簇探針溶液能夠實現對不同ph的檢測。

此外，本發明制備的熒光銅納米團簇探針溶液的熒光峰強度的變化與不同ph的br緩沖溶液呈線性關系，如圖7所示，隨著ph值的增長，熒光峰強度逐漸降低，線性方程的r²＝0.9984。

實施例5

實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液在不同ph的br緩沖溶液中的重現性實驗。

取實施例1制備的熒光銀納米團簇探針溶液200μl加入到800μlph＝6.06的br緩沖溶液中，固定激發波長為445nm，在室溫下進行熒光光譜檢測，如圖8，根據637nm左右的熒光峰強度，用時間掃描熒光，通過氫氧化鈉和鹽酸調節ph到2.08，重復往返其熒光幾乎不變。說明其可逆性好。