一種基于羅丹明衍生物和量子點熒光微球的汞離子比率探針的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于熒光探針及其制備領域,特別涉及一種基于羅丹明衍生物和量子點熒 光微球的汞離子比率探針的制備方法。
【背景技術】
[0002] 熒光納米傳感器在生物檢測、環境監測、細胞成像、藥物輸送、疾病診斷與治療等 方面的應用已經引起了人們的廣泛關注。熒光共振能量轉移機制為我們提供了一種新穎的 構建生物、化學和物理傳感器的方法,其獨特的空間效應與光譜效應賦予了這些傳感器突 出的性能。比如,能量轉移可用于設計熒光比率探針。與單信號熒光探針相比,比率探針有 效地避免了探針濃度、探針環境和激發強度的干擾,極大地提高了檢測的靈敏度和準確性。 而且,能量轉移體系中供受體之間嚴格的空間距離,為探索生物分子(如RNA、DNA、蛋白質) 的構象變化動力學及相互作用機制提供了理想的納米尺。此外,在基于能量轉移的傳感器 中,許多窄帶激發的受體(比如有機熒光染料)本身又作為特異性探針部件,通過激發與受 體相匹配的寬激發供體(比如量子點),間接地拓展了受體的激發范圍,方便了設計兼具寬 帶激發和高特異性的探針。
[0003] 重金屬離子,比如Hg2+,與人類的生理過程,各種疾病的產生和環境污染密切相關。 傳統用于檢測重金屬離子的方法,包括化學滴定、原子熒光、原子吸收、原子發射和ICP-MS 等,存在著許多問題,比如操作過程復雜,不夠經濟等,為重金屬離子的檢測帶來許多不便。 近年來,隨著熒光納米材料和內酰胺化的羅丹明衍生物的成功的合成,實時監測環境中的 重金屬離子成為可能。這些材料也為基于FRET傳感器的構建奠定了基礎,豐富了檢測重金 屬離子的手段。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種基于羅丹明衍生物和量子點熒光微球的 汞離子比率探針的制備方法。該方法制備的汞離子比率探針是通過氨丙基三乙氧基硅烷 (APS)使對汞離子有特異性識別能力的內酰胺化羅丹明衍生物修飾上硅氧基,方便與摻雜 了量子點的多層二氧化硅納米粒子的連接。該探針不僅有效的降低的外界環境對量子點光 學性能的干擾,而且縮小了能量供體(量子點)與能量受體(羅丹明衍生物)之間的距離, 提高了 FRET的能量轉移效率,進而增強了檢測汞離子的靈敏性。
[0005] 本發明的一種基于羅丹明衍生物和量子點熒光微球的汞離子探針,其特征在于: 所述的羅丹明衍生物的結構式為:
[0006]
[0007] 本發明的一種基于羅丹明衍生物和量子點熒光微球的汞離子探針的制備方法,包 括:
[0008] (1)將硼氫化鈉和碲粉加入二次水中,4°C氮氣保護下反應8小時得到碲氫化鈉; 其中硼氫化鈉、碲粉、二次水的質量體積比為〇. 285g : 0. 32g : IOml;
[0009] (2)將氯化鎘、氯化鋅、巰基丙酸加入到二次水中,并用氫氧化鈉調節溶液PH = 11,除氧后加入上述碲氰化鈉轉移至反應釜中放入烘箱中反應;其中氯化鎘、氯化鋅、巰基 丙酸、碲氰化鈉、二次水的質量體積比為:〇.114g : 0.682g : 0.105ml : 0.4ml : 100ml; [0010] ⑶將羅丹明B溶于溶劑中,加入三(2-氨乙基)胺,80°C下加熱攪拌回 流,旋轉蒸發溶劑后加入二氯甲烷和二次水,洗滌過濾旋干,提純,得到RHB-NH2; 其中羅丹明B、三(2-氨乙基)胺、二氯甲烷、二次水、溶劑的質量體積比為: I. 5g : 4.8ml : 50ml : 100ml : 30ml ;
[0011] (4)將RHB-NH2溶于溶劑,加入異氰酸丙基三乙氧基硅烷和三乙胺,80°C下攪拌回 流,旋轉蒸發溶劑后提純得到羅丹明衍生物;其中RHB-NH2、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、三乙 胺的質量體積比為:〇.2g : 0.2ml : 0.4ml;
[0012] (5)在CdTe = Zn量子點水溶液中加入環己烷、Triton X-100、正己醇,避光攪拌, 加入TEOS和氨水繼續攪拌后繼續加入APTES和TEOS攪拌完成后加入羅丹明衍生物,反應 結束后離心清洗得到基于多層熒光納米微球和羅丹明衍生物的汞離子探針。其中環己烷、 Triton X-100、正己醇、TE0S、氨水、APTES、體積比為:15ml : 3.54ml : 3.6ml : 0.2ml : 0.12 ml ; 0.04ml 〇
[0013] 所述步驟⑶中溶劑為無水甲醇。
[0014] 所述步驟(3)中提純為硅膠柱層析法提純,洗脫劑為:CH2Cl2/MeOH/Et 3N = 40 : 2 : 1〇
[0015] 所述步驟⑷中溶劑為甲苯。
[0016] 所述步驟⑷中提純為硅膠柱層析法提純,洗脫劑為:CH2C1 2/CH30H = 5 : 1。
[0017] 所述步驟(5)中加入了 APTES和TE0S。
[0018] 汞離子比率探針檢測方法為:將制備的汞離子比率探針分散液用HEPES緩沖溶液 (PH = 7)按一定比例稀釋,再用HEPES緩沖溶液(PH = 7)配置一定濃度的汞離子溶液加入 上述探針分散液中,測定熒光強度(激發波長400nm)。
[0019] 該探針不僅有效的降低的外界環境對量子點光學性能的干擾,而且縮小了能量供 體(量子點)與能量受體(羅丹明衍生物)之間的距離,提高了 FRET的能量轉移效率,進 而增強了檢測汞離子的靈敏性。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明所涉及的基于羅丹明衍生物和量子點熒光微球的汞離子比率探針 合成與檢測示意圖。
[0021] 圖2為本發明所涉及的羅丹明衍生物的核磁圖。
[0022] 圖3為本發明所涉及的CdTe:Zn/Si02熒光微球的電鏡圖片。
[0023] 圖4為本發明所涉及的汞離子比率探針對水溶液中不同濃度汞離子響應的熒光 光譜圖。
[0024] 圖5為本發明涉及的熒光強度比值(1577/1521)隨水溶液中汞離子濃度的變化圖。 圖6為本發明涉及的汞離子比率探針對水溶液中離子選擇性的柱狀圖。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1
[0026] (1)羅丹明衍生物的制備:將1.5g羅丹明B溶于30ml無水甲醇中,加入4.8ml 三(2-氨乙基)胺,80°C下加熱攪拌回流,旋轉蒸發溶劑后加入50ml二氯甲烷和100mL 二次水,洗滌過濾旋干,經硅膠柱層析得到RHB-NH2 (洗脫劑為:CH2Cl2/MeOH/Et3N = 40 : 2 : 1);將RHB-NH2溶于甲苯,加入0. 2ml異氰酸丙基三乙氧基硅烷和0.