[发明专利]蓝色荧光金纳米点、制备方法及其在二价铜离子检测方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光金纳米材料技术领域，具体涉及一种蓝色荧光金纳米点、制备方法及其在二价铜离子检测方面的应用。

背景技术

贵金属纳米点，由于具有完全不同于传统金属纳米点的光学、电学、化学性质等，在近几年引起广泛的研究兴趣(Chem.Soc.Rev.，2012，41，3594-3623)。其中金纳米点由于具有易于制备、优异的荧光性质和化学稳定性等优点，被广泛应用于荧光探针、荧光传感等领域(Microchimica Acta.，2014，182，695-701)。

二价铜离子是人体必需的微量元素，但不适当的摄入铜离子，反而会引发严重的身体疾病。摄入铜离子过多时，会引起新陈代谢紊乱、肝胆功能障碍等。摄入铜离子含量过少，会造成贫血、骨质疏松，甚至影响婴幼儿的脑发育等。因而，对铜离子的检测已经引起了广泛的研究(J.Colloid Interface Sci.，2013，396，63-68)。

由于传统探针合成过程复杂，检测限高，检测时间长等原因，限制了应用。所以急需开发一种合成过程简单、检测耗时短，灵敏度高的荧光探针。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓝色荧光金纳米点、制备方法及其在二价铜离子检测方面的应用。本发明首先制备大颗粒的金纳米粒子，然后利用刻蚀的方法制备具有蓝色荧光的金纳米点，进而对铜离子进行灵敏的检测。

制备的金纳米点尺寸均匀，直径小于3nm，利用荧光淬灭的方式可以定量检测铜离子，检测限低至0.7nM，且该检测方法对于铜离子具有很高的选择性。

本发明所述的荧光金纳米点的制备方法及其对铜离子的检测步骤如下：

1)在20～30mL去离子水中，分别加入0.25～1mL浓度为0.01～1mol/L(优选为0.1～1mol/L)的NaOH水溶液，加入浓度为0.001～1mol/L(优选为0.001～0.1mol/L，进一步优选为0.001～0.01mol/L)的多官能团大分子水溶液(可以是四羟甲基氯化磷、牛血清白蛋白等的水溶液)作为稳定剂和还原剂，其中NaOH和多官能团大分子的用量摩尔比为0.1～10：1；然后将溶液在20～30℃(优选为25～30℃)下搅拌5～10min，再快速加入浓度为1～100mmol/L(优选为1～50mmol/L，进一步优选为1～10mmol/L)含有Au³⁺的水溶液(可以是HAuCl₄、AuCl₃等的水溶液)，多官能团大分子与Au³⁺的用量摩尔比为10～1000：1；将溶液在20～30℃(优选为25～30℃)下搅拌20～60min(优选为20～40min，进一步优选为20～30min)，即得到大尺寸的金纳米粒子水溶液，将之存储于4℃，备用，此时金纳米粒子的浓度为0.5～10mmol/L；

2)在浓度为0.5～10mmol/L制备好的金纳米粒子水溶液中，加入浓度为1～100mmol/L(优选为1～50mmol/L)的NaOH水溶液，再加入浓度为0.01～1mol/L(优选为0.01～0.5mol/L，进一步优选为0.01～0.05mol/L)的含巯基的生物分子水溶液(半胱氨酸、谷胱甘肽、含巯基氨基酸、含巯基蛋白等的水溶液)作为稳定剂和刻蚀剂；其中金纳米粒子水溶液和含巯基生物分子的用量摩尔比为0.01～0.1：1，NaOH和含巯基生物分子的用量摩尔比为0.1～1：1；再将溶液在80～150℃(优选为100～150℃，进一步优选为100～120℃)下搅拌20～30h(优选为20～25h)，反应结束后以离心的方式收集上清液，并将上清液重复离心3～5次，最终得到的上清液即为本发明所述的荧光金纳米点水溶液；

3)取步骤2)制备好的荧光金纳米点水溶液0.5mL，加入0.5mL浓度分别为0、2nM、10nM、1μM、50μM、100μM、150μM、200μM、300μM、500μM、1mM、2.5mM的含有二价铜离子的水溶液(可以是CuCl₂、CuSO₄、Cu(NO₃)₂等的水溶液)，再加入2mL去离子水溶液，将上述溶液放入荧光光谱仪中测试其荧光强度。其荧光光谱图显示，随着加入铜离子浓度的增加，金纳米点的荧光强度逐渐下降，计算得到铜离子浓度检测限低至0.7nM，且铜离子浓度和荧光强度之间呈现良好的线性关系。