二硫化鉭量子點/納米片復合物鉛離子熒光探針的制法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化學、材料學與生物學的交叉領域，具體涉及二硫化鉭量子點/納米片復合物鉛離子熒光探針的制法。
【背景技術】
[0002]近年來，二維過渡金屬硫化物納米片層材料，如二硫化鉬(MoS2)、二硫化鈦(TiS2)和二硫化鉭(TaS2)等具有獨特的物理和化學性質，在電化學、光催化和能源儲備等方向已成為新興的熱點研宄材料。過渡金屬二硫化物具有與石墨烯類似的層狀結構，Zhang等研宄了片層過渡金屬二硫化物對染料的熒光反應，證實了片層過渡金屬二硫化物可以用做染料的焚光淬滅劑(Single-Layer Transit1n Metal Dichalcogenide Nanosheet-BasedNanosensors for Rapid, Sensitive,and Multiplexed Detect1n of DNA, Adv.Mater., 2015, 27, 935-939)。
[0003]焚光共振能量轉移(Fluorescenceresonant energy transfer，FRET)技術作為一種高效的光學“分子尺”，在核酸檢測、免疫分析以及酶活性分析等方面都有著廣泛的應用。因許多有機染料吸收光譜窄，發射光譜寬且伴有拖尾，斯托克斯位移小，使得FRET的應用受到了限制。近年來，繼納米管、半導體材料和有機染料之后，納米材料家族誕生了一位新成員，即量子點(Quantum Dots，QDs)，其本質為粒徑小于1nm的球型顆粒。由于QDs具有良好的熒光性能、優異的生物相容性、低毒、易于表面功能化、光學性質尺寸可調以及熒光量子產率高等特性，有望替代有機染料，逐漸成為光致發光材料領域內的研宄熱點。
[0004]經文獻調研表明，有關碳、石墨烯、硫化鋅以及硫化鎘等QDs用于化學分析領域的研宄已有大量文獻報道。Chen等在2002年首次提出了以QDs作為熒光探針來檢測重金屬離子的新方法(Y.Chen and Z.Rosenzweig, Luminescent CdS quantum dots asselective 1n probes, Analytical Chemistry, 2002，74，5132-5138)。Zhao 等利用適體修飾的石墨烯QDs與片層氧化石墨烯納米片形成的復合物實現了對Pb2+的選擇性檢測(A fluorescent nanosensor based on graphene quantum dots - aptamer probe andgrapheneoxide platform for detect1n of lead(II) 1n, B1sensors and B1electronics, 2015，68，225-231)。
[0005]重金屬離子會對人類生存環境造成極大威脅，許多有毒重金屬離子難以被微生物降解，可通過生物鏈的蓄積進入人體，嚴重威脅著人類的身體健康及生命安全。因此，發展簡單、快捷、靈敏、實用的重金屬離子檢測方法對控制環境污染、保護人類健康都具有重要的意義。目前，檢測Pb2+的常規方法有電化學法、原子吸收法、離子色譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法等，但這些分析方法普遍存在干擾因素多、精密度和準確度差、操作步驟繁瑣、儀器設備復雜等缺陷。熒光探針用于金屬離子的檢測，具有靈敏度高、選擇性好等優點。但截至目前尚未有二硫化鉭量子點/ 二硫化鉭納米片復合物，以及基于該復合物Pb2+熒光探針的國內外文獻和專利報道。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供本發明提供了二硫化鉭量子點/納米片復合物鉛離子熒光探針的制法。
[0007]為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為:
[0008]二硫化鉭量子點/納米片復合物鉛離子熒光探針的制法，包括如下步驟:
[0009]I) 二硫化鉭(TaS2)粉末加入分散劑中，超聲分散形成懸浮液；離心分離，收集上層分散液，除去大顆粒后，攪拌，得到二硫化鉭QDs及其納米片的復合物懸濁液；將所述復合物懸濁液離心，收集上層分散液即得TaS2QDs,下層沉淀物即為TaS2納米片；
[0010]2)向所述上層分散液中加入磷酸鹽緩沖液，攪拌，加入核酸適體(Ampater)溶液后，孵化，除去未結合的TaS2QDs后，得到適體修飾的TaS2QDs分散液；
[0011]3)將核酸適體修飾的TaS2QDs與TaS2納米片溶液混合，加入磷酸鹽緩沖液稀釋，孵化，測量其熒光強度，然后加入Pb2+溶液，測量其熒光強度；擬合體系熒光強度與Pb 2+濃度間的線性方程，構建基于TaS2納米片/TaS 2QDs復合物的Pb2+熒光探針。
[0012]優選的，步驟I)中，所述分散劑的濃度為3?25mg mL—1。
[0013]優選的，步驟I)中，所述分散劑為N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺。
[0014]優選的，步驟I)中，所述的了&&粉末在分散液中的質量濃度為3?25mg mL '
[0015]優選的，步驟I)中，所述超聲的時間為I?6h。
[0016]優選的，步驟I)中，所述攪拌的時間為I?12h，所述攪拌的溫度為80?150°C。
[0017]優選的，步驟2)中，所述的磷酸鹽緩沖溶液的pH為7.0?12.0，所述上層分散液與磷酸鹽緩沖溶液的體積比為1-2:4-5。
[0018]優選的，步驟2)中，所述攪拌的時間為10?60min。
[0019]優選的，步驟2)中，所述核酸適體與TaS2QDs的摩爾比為1_2:3_4，孵化時間為6?36h0
[0020]優選的，步驟3)中，所述的TaS2QDs與TaS^米片的質量濃度比為1_2:4_5。
[0021]優選的，步驟3)中，所述Pb2+溶液的濃度為10?500nM，孵化時間為I?lOmin。
[0022]優選的，步驟3)中，所述線性方程為:y = 0.407x+158.67(R2= 0.985)。
[0023]本發明的原理為:鑒于二硫化鉭QDs具有的多活性位點和熒光特性，它既可特異性結合適體(Ampater)，又具有焚光性能，適體通過范德華力吸附到二硫化鉭納米片上，形成適體修飾二硫化鉭QDs與納米片的復合物。因二硫化鉭QDs與納米片之間會發生熒光共振能量轉移，使得二硫化鉭QDs熒光猝滅；而當Pb2+存在時，Pb 2+可與適體形成一個折疊緊密的G-四鏈體結構，進而攜帶QDs離開二硫化鉭納米片表面，引起QDs熒光恢復。該適體修飾二硫化鉭QDs及其納米片復合物構建的熒光探針具有靈敏度高、特異性好、檢測范圍寬、探測限低等優點，可用于環境水樣及生物制品中鉛離子的檢測。
[0024]本發明的有益技術效果為:
[0025]1、本發明的方法簡單、操作方便，制備產物二硫化鉭QDs/納米片復合物采用水熱合成法和超聲輔助化學法直接制備，原料成本低、利用率高。
[0026]2、本發明方法首次實現了二硫化鉭QDs及其納米片與適體形成復合物，結果表明，二硫化鉭納米片對適體標記的二硫化鉭QDs具有熒光猝滅一 “關”的作用，而Pb2+對合成得到二硫化鉭QDs及其納米片與適體形成復合物具有熒光恢復一 “開”的作用。據此，提出了基于該復合物的探針用于Pb2+的“關-開”型熒光檢測的新方法。
[0027]3、該探針呈現靈敏度高、特異性好、檢測范圍寬為:10?500nM、檢測限低為:0.SnM等優點，而一般染料標記的熒光探針存在著相對較貴、低的光穩定性等缺點，相繼發現的CdSe、CdTe量子點也適用于適體標記，但是重金屬的使用仍會危害環境和人類的健康。基于此，本發明構建的熒光探針可用于環境水樣及生物制品中Pb2+的高效檢測，在生物分析和環境監測領域也展現出重要的應用前景。
【附圖