[发明专利]基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光探针及试纸的制备方法

说明书

本发明的基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光探针及试纸的制备方法属于荧光探针技术领域，有以下步骤：在剧烈搅拌下，将玉米醇溶蛋白溶液与氯金酸溶液混合，加热反应得到金纳米簇粗产物溶液；与酸性缓冲溶液混合，离心后、洗涤，得到纯化后的金纳米簇；将金纳米簇重新分散于去离子水中，得到基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光探针；或将金纳米簇重新分散在乙醇溶液中，加入甘油或聚乙二醇，取混合溶液滴于聚四氟乙烯垫片上，干燥后得到基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光试纸。本发明所用的原料来源丰富、价格低廉，制备方法操作简单，合成的产物具有双色荧光性质，可实现银离子和汞离子的比率荧光法检测。

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，主要涉及一种基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光探针的合成和纯化方法，该探针可用于荧光比率法检测银离子和汞离子。

背景技术

金纳米簇是由配体和几个到几十个金原子/离子共同组成的新型纳米材料。因其具有超小的尺寸(2nm左右)，优异的荧光性质和良好生物相容性，金纳米簇在生化分析、生物成像、照明材料等方面展现了巨大的应用潜力。目前，金纳米簇多采用蛋白质、小肽、氨基酸、核酸等生物分子作为配体进行合成。然而常用的生物分子配体，如谷胱甘肽、血清白蛋白、溶菌酶、胰岛素等价格昂贵，使得金纳米簇的制备成本偏高，不利于规模化生产和应用。另外，目前金纳米簇的纯化主要采用透析以去除未反应的氯金酸、还原剂等杂质，纯化过程繁琐、耗时。因而，发展新型的、基于廉价配体的金纳米簇合成及纯化方法对推动金纳米簇的实际应用具有非常重要的意义。

银离子和汞离子是两种常见的水体重金属污染物，易在生物体内富集，严重危害人体健康。目前，已有多种金纳米簇通过荧光增强、荧光淬灭或比率荧光法实现对银离子和汞离子的浓度测定。包括血清白蛋白-金纳米簇、溶菌酶-金纳米簇、胰蛋白酶-金纳米簇以及谷胱甘肽-簇纳米簇等。大多数基于金纳米簇的金属离子检测方法都是在溶液中进行，亦有少数报道将金纳米簇固定或沉积于滤纸、高分子聚合物纤维、静电组装薄膜或玻璃基质，从而实现金属离子的实时检测。然而，金纳米簇的固定化或沉积过程经常会对其荧光性质产生影响。另外，基质材料引入增加了检测成本，并有可能干扰金纳米簇对金属离子的荧光响应。

玉米是世界三大粮食作物之一。2017年，玉米全球总产量已达10.3亿吨。玉米醇溶蛋白是玉米中的主要蛋白质，易溶于70％的乙醇及碱性溶液。玉米醇溶蛋白可从玉米湿法生产淀粉或制备生物乙醇后的副产物中提取，价格低廉，具有优良的生物降解性、生物安全性、抗氧化性和成膜性，目前已广泛应用于药物缓释、食品保鲜和组织工程等诸多领域。近年来，玉米醇溶蛋白已用于半导体CdS量子点的制备以及在外加还原剂作用下合成30-80nm的金、银纳米粒子，但基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇合成方法及相关应用尚未见报道。

发明内容

本发明采用来源丰富、价格低廉的玉米醇溶蛋白同时作为配体和还原剂，发展了一种简便、经济的金纳米簇合成方法及溶液pH介导的纯化方法。所制备的玉米醇溶蛋白-金纳米簇具有双色荧光性质，即在365nm波长激发下，同时显现玉米醇溶蛋白的蓝色内源荧光以及金纳米簇的红色荧光。该纳米簇可作为比率荧光探针检测Ag⁺和Hg²⁺离子，响应速度快、灵敏度高。此外，利用玉米醇溶蛋白的易成膜性质，还可制备玉米醇溶蛋白-金纳米簇试纸用于Ag⁺和Hg²⁺离子的可视化实时检测。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光探针及试纸的制备方法，有以下步骤：

1)将玉米醇溶蛋白固体粉末加入到0.1～1M的氢氧化钠溶液中并加热溶解得到浓度为1～50mg/mL的玉米醇溶蛋白溶液，在剧烈搅拌下，将玉米醇溶蛋白溶液与浓度为1～25mM的氯金酸溶液混合，玉米醇溶蛋白与氯金酸摩尔为比1:2～100，加热40～100℃反应5～12分钟得到以玉米醇溶蛋白为配体的金纳米簇粗产物溶液；

2)将步骤1)中得到粗产物溶液与酸性缓冲溶液混合，离心后，弃去上清液，沉淀用酸性缓冲溶液洗涤，得到纯化后的金纳米簇；