[发明专利]一种荧光银纳米团簇探针的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种荧光银纳米团簇探针的制备方法和应用，属于荧光纳米材料。探针是以聚乙烯吡咯烷酮作为配体合成水溶性的荧光银纳米团簇(PVP@AgNCs)。合成的发蓝色荧光的银纳米团簇有较高的量子产率和较小的粒径，同时发现铁离子可使PVP@AgNCs的荧光猝灭，故该探针可用于高灵敏、高选择性的检测铁离子(Fe³⁺)。该方法原料广泛易得，成本较低，操作简单；而且制得的荧光银纳米团簇探针水溶性好、稳定性强，可应用于实际水样中Fe³⁺的检测，并获取了PVP@AgNCs在人体肝癌细胞内的成像。

技术领域

本发明涉及一种荧光银纳米团簇探针的制备方法和应用，属于荧光纳米材料领域。

背景技术

金属纳米团簇，是一种金属核心尺寸小于2 nm的超小纳米粒子。最近几年，高荧光强度、高稳定性的金属纳米团簇被密集的报道作为新型荧光纳米团簇探针，用于检测多种目标物。金属纳米团簇的一个明显特征是它强的光致发光，并且具有尺寸小、无毒、水溶性好、Stocks位移大、光稳定性好和抗光漂白能力较强的特点，因而引起了研究者广泛的兴趣。银纳米团簇逐渐成为金属纳米材料中的重要组成部分，并广泛应用于化学分析、生物传感、生物成像、催化等研究领域。

铁（Fe）是地球上分布最广的金属之一，约占地壳质量的5.1%，在生产生活中具有广泛的应用。其中，铁也是生命体必需的微量元素，在很多生化过程中扮演着重要角色，如细胞代谢、酶催化、电子转移、氧化反应、氧运输、DNA 和 RNA 的合成等。然而，生物体系中铁的含量必须严格控制，它的升高或降低都将引起某些生理障碍。铁的缺乏会导致贫血、智力下降、免疫力和抗感染力降低，而心脏病、肝脏病、糖尿病等多种疾病又与铁的含量过多有关。正常人体血清中铁的含量约为30 µmol/L。在我国《生活饮用水卫生标准》中规定饮用水中铁含量不超过0.3 mg/L。因此，我们期望可以找寻一种简单、灵敏度高和选择性好的方法来检测Fe³⁺。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 作为一种合成水溶性高分子化合物，具有优异的溶解性能及生理相容性。文献(Synergistic anticancer activity of fluorescent coppernanoclusters and cisplatin delivered through a hydrogel nanocarrier, R.Ghosh, U. Goswami, S. Sankar Ghosh, A. Paul, A. Chattopadhyay, ACS Appl.Mater. Interfaces, 2015, 7, 209-222)报道了以二氢硫辛酸为原料，结合生物相容性聚合物(聚乙烯吡咯烷酮)作为稳定剂，红荧光单分散CuNCs在水介质中的合成。但是，该方法合成过程需要两种模板，合成步骤繁琐，因此我们迫切需要一种合成简单、成本低廉的新方法。

发明内容

本发明旨在提供一种荧光银纳米团簇探针的制备方法，以及该探针在检测实际水样中铁离子(Fe³⁺)的应用及细胞成像。

由于金属纳米簇的表面积高，外层原子的价键高度不饱和使其表面自由能很高，这就导致纳米簇具有自动聚集长大的趋势。所以，制得稳定的金属纳米簇，在制备过程中，通常需要加入保护剂来减小表面自由能以制得大小均匀、稳定性好的纳米团簇；本发明以聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂和抗坏血酸为还原剂制得荧光的银纳米簇，该方法操作简单，成本较低，原料广泛易得。

本发明提供了一种荧光银纳米团簇探针的制备方法，是以聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂、抗坏血酸为还原剂，通过“一锅法”制备得到。

本发明提供的一种荧光银纳米团簇探针的制备方法，包括如下步骤：

(1) 配制0.01- 0.15g/mL 的聚乙烯吡咯烷酮0.5-2.0 mL，超声8-15 min使其均匀地分散于水中；