[发明专利]一种基于蛋白质合成铜量子点的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，尤其涉及一种基于蛋白质合成铜量子点的方法及 应用。

背景技术

纳米材料具有与宏观物质显著不同的体积效应、表面效应、量子尺寸效应及 介电限域效应，从而具有特殊的磁、光、声、热、电及超导性质，被有效地应用 于生物传感、环境科学、化学成分检测等诸多领域。目前纳米铜材料因其独特的 物理化学性质，被广泛地应用于导电材料、催化剂、润滑、微电子器件、医药等 领域。

目前以不同的修饰剂保护合成了多种铜量子点，例如以十二烷基硫酸钠等微 乳剂作为保护剂，合成了最大发射波长小于400nm的铜量子点；以较高浓度的 牛血清白蛋白包裹合成的铜量子点，其最大发射波长在410nm左右；以双链或 者单链DNA介导合成的铜量子点，其最大发射波长在600nm左右，且其性质与 碱基的顺序组成及链长有关。合成的这些铜量子点的最大发射波长均小于400nm 或者在600nm左右，很少有合成荧光发射在400～600nm附近的纳米铜材料。

发明内容

发明目的：目的在于提供一种基于蛋白质合成铜量子点的方法，所合成的铜 量子点的最大发射波长在550nm左右，并且实现了对蛋白质或者纳米铜溶胶的 灵敏检测。

技术手段：为实现上述技术目的，本发明提出了一种基于蛋白质合成铜量子 点的方法，包括如下步骤：

(1)合成聚乙烯吡咯烷酮修饰的纳米铜溶胶：配制硫酸铜水溶液，在磁力 搅拌下加入聚乙烯吡咯烷酮，水浴加热至80～100℃，45～50min后，缓慢滴入(优 选地，滴速为50滴/min)水合肼，充分反应，45～50min后，得到聚乙烯吡咯烷 酮修饰的纳米铜溶胶；

(2)用聚丙烯酰胺凝胶分别固定不同的蛋白质，加入步骤(1)得到的纳米 铜溶胶中浸泡3h；

(3)将步骤(2)得到的固定有蛋白质和纳米铜溶胶的聚丙烯酰胺凝胶，于 310±10nm的紫外波长下照射，即可得到不同荧光性质的铜量子点。

具体地，配制硫酸铜水溶液的摩尔浓度为2.5±0.1mM/L，聚乙烯吡咯烷酮 的质量浓度为0.01125±0.001g/mL，加入的水合肼的终体积浓度为5.0±0.1％。

步骤(2)中，用聚丙烯酰胺凝胶分别固定不同的蛋白质的方法为：将丙烯 酰胺凝胶储备液：过硫酸铵溶液：TEMED：蛋白质溶液按照体积比为 4∶0.15∶0.015∶12进行混合制备得到，其中，所述的丙烯酰胺凝胶储备液的浓度为 30.0±0.1mg/mL，过硫酸铵溶液的质量体积浓度为10.0±0.1g/mL，所述的蛋白 质溶液的质量体积浓度为2.0±0.1mg/mL。

优选地，所述的蛋白质为人血清白蛋白、溶菌酶和过氧化氢酶中的任意一种。

通过上述方法得到的铜量子点同样在本发明的保护范围之内。

本发明进一步提出了上述制备得到的铜量子点在制备生物传感器中的应用。

本发明还提出了上述制备得到的铜量子点在荧光检测生物法分子中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)制备的铜量子点粒径均匀，利用聚丙烯酰胺凝胶的分子筛作用，使得 粒径较均匀的铜纳米粒子渗透到凝胶孔径中去，进而与蛋白质发生相互作用，合 成铜量子点；

(2)最大发射波长在550nm左右，蛋白质的种类不一样，最终合成的铜量 子点的最大发射波长也不一样；

(3)可以实现纳米铜溶胶和蛋白质的定量检测。

附图说明

图1为纳米铜溶胶的光谱图，其中，右上角所示为其在日光灯(左)和紫外 灯(下)右的图片；

图2为纳米铜溶胶的透射电镜图；

图3为纳米铜溶胶的粒径分布图，粒径大小为2.45±0.56nm；

图4为聚丙烯酰胺凝胶固定三种不同的蛋白质，纳米铜溶胶浸泡处理后的荧 光图，其中，A：人血清白蛋白，B：过氧化氢酶，C：溶菌酶，上层为荧光强度图， 下层为荧光颜色图；

图5为纳米铜溶胶的定量检测图，以溶菌酶为例，纳米铜溶胶的浓度分别为 0.06、0.12、0.19、0.31、0.62、1.24、2.50、5.00mM，检测限是0.06mM，线性 检测范围是0.06～0.62mM；