[发明专利]2‑巯基咪唑‑牛血清白蛋白‑金纳米团簇荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇荧光材料及其制备方法，属于纳米技术领域。

背景技术

近年来，荧光纳米材料作为荧光标记物在生物学中的应用备受关注。目前为止，研究人员已经开发出了半导体量子点、染料掺杂纳米粒子、碳纳米点等多种不同类型的荧光纳米材料。原子簇化学是当前材料科学、有机金属化学等学科中最前沿的领域之一。所谓团簇，就是一类具有3个或3个以上原子直接键合而成的核心，外围包裹一层有机小分子的原子簇合物，又被称为单层保护团簇。近年来，金纳米团簇（gold nanoclusters, AuNCs），作为一种新型的荧光纳米材料备受关注。由于其尺寸接近于电子的费米波长，连续的能态性质分裂为离散的能态，并出现类似分子的尺寸依赖效应。与小分子荧光染料和荧光蛋白相比，金纳米团簇材料用作荧光探针具有光物理性质好、比表面积大、表面易于修饰以及荧光性质可调等优点。因此在化合物检测、生物传感与成像、光电子学和纳米医学等领域有着广泛的应用前景。

金纳米团簇荧光材料的制备技术主要包括化学还原法、反相微乳液法、模板合成法单分子层保护技术和配体蚀刻法等。其中单分子层保护技术是一种简易温和的团簇合成方法，利用含一定官能团的小分子作为保护基，在团簇表面形成保护层，从而稳定金纳米团簇，使其不易团聚。近几十年来，国内外的研究者们提出了多种不同的方法制备高荧光量子产率、水溶性好、发光颜色可调的金纳米团簇。

本发明以氯金酸、2-巯基咪唑、牛血清白蛋白为原料一步合成水溶性金纳米团簇荧光材料。牛血清白蛋白作为稳定剂，2-巯基咪唑为还原剂和修饰剂控制金纳米团簇的形成。所制备出的2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇具有强烈的红色荧光，斯托克斯位移大，水溶性好。

发明内容

本发明的目的是提供一种2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇荧光材料及其以2-巯基咪唑为还原剂和修饰剂，以牛血清白蛋白为稳定剂一步合成金纳米团簇荧光材料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明所述的2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是它由以下步骤制成：将牛血清白蛋白与氯金酸溶液混合均匀，然后加入氢氧化钠溶液和2-巯基咪唑溶液，振摇混匀，反应一定时间得到2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇，金纳米团簇荧光材料水溶液冷冻干燥后可得到金纳米团簇荧光材料粉末。

所述的2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇荧光材料的制备方法，其特征是以牛血清白蛋白作为稳定剂，2-巯基咪唑为还原剂和修饰剂控制金纳米团簇的形成。

所述的氯金酸溶液、牛血清白蛋白溶液、氢氧化钠溶液、2-巯基咪唑溶液的体积比为25：15：1：10。

所用的氯金酸溶液的浓度可以是1~100 mmol/L，最优选浓度为10 mmol/L，牛血清白蛋白溶液的浓度可以是5~500 mg/mL，最优选浓度为50 mg/mL，氢氧化钠溶液的浓度可以是0.1~2 mol/L，最优选浓度为1 mol/L，2-巯基咪唑溶液的浓度可以是0.01~1 mol/L，最优选浓度为 0.1 mol/L。

所述的氯金酸溶液、牛血清白蛋白溶液、氢氧化钠溶液和2-巯基咪唑溶液混匀后置于4℃反应0.1~2 小时，最优选1 h。

所制得的金纳米团簇材料水溶液为浅黄色，紫外可见光谱在520 nm处无吸收峰。在紫外灯照射下产生强烈的红色荧光，最大激发波长和发射波长分别为415 nm和670 nm。

本发明最佳的金纳米团簇荧光材料的制备方法如下：

以下过程中使用的所有玻璃器皿均经过王水浸泡，并用双蒸水彻底清洗，晾干。金纳米团簇荧光材料的制备如下：0.75 mL浓度为50 mg/mL的牛血清白蛋白与1.25 mL浓度为10 mmol/L的氯金酸溶液混合均匀，然后加入0.05 mL浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液和0. 5 mL浓度为0.1 mol/L的2-巯基咪唑溶液，振摇混匀，4℃下反应1 h，得到2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇。所得的金纳米团簇为浅黄色液体，紫外灯（365 nm）照射下有强烈红色荧光。

本发明上述的制备方法制得的2-巯基咪唑-牛血清白蛋白-金纳米团簇，其特征是易溶于水，水溶液为浅黄色，在紫外灯照射下产生强烈的红色荧光，最大激发波长和发射波长分别为415 nm和670 nm。

所述金纳米团簇平均粒径为1.8 nm。