[发明专利]高荧光铜纳米簇-铈（III）荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开高荧光铜纳米簇‑铈(III)荧光探针及其制备方法和应用，属于荧光传感技术领域。基于过氧化氢能使铜纳米簇‑铈(III)荧光探针的荧光发生线性猝灭的现象，将其用于构建过氧化氢和葡萄糖的荧光传感器。本发明采用了金属阳离子铈(III)增强谷胱甘肽稳定的铜纳米簇的荧光特性的方法，操作简单，荧光增强程度显著，用于过氧化氢和葡萄糖的检测时具有响应速度快，线性范围宽的特点，可实现过氧化氢和葡萄糖的可视化检测。

技术领域

本发明属于荧光传感技术领域，具体是指高荧光铜纳米簇-铈(III)荧光探针及其制备方法和在过氧化氢和葡萄糖检测的应用。

背景技术

糖尿病以持续高血糖为临床特征，可使多种组织和脏器(眼、肾、心脏等)的功能受损或衰竭。由于缺少有效的治疗方法，只有实时监测并严格地控制血糖浓度，才能减少并发症的发生。过氧化氢是氧活性物种中具有代表性的一种，体内过量的过氧化氢会引起各种生物损伤，如衰老、阿尔茨海默病、神经退行性变，甚至癌症。因此，开发高灵敏、高选择性、快速的葡萄糖、过氧化氢的检测方法对疾病的预防、诊断和监控是至关重要的。荧光传感器法具有灵敏度高、选择性好、响应速度快、操作简单等优点而被广泛地研究和开发。

金属纳米簇是由几个至几百个金属原子组成的，具有优异的光稳定性，大的斯托克位移，这有利于提高荧光传感器的灵敏度，避免背景荧光和激发光的干扰。与金纳米簇、银纳米簇相比，由于制备铜纳米簇的前驱体原料丰富且价格便宜，研究者致力于研究制备不同发射波长和良好荧光特性的铜纳米簇及其应用。虽然基于铜纳米簇的荧光传感器表现出良好的灵敏度和选择性，但是所制备的铜纳米簇的发光性能较差，荧光量子产率较低(通常小于10％)，这不利于铜纳米簇的实际运用和拓展。

聚集诱导发光是指一类溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显著增强的现象，是唐本忠院士团队于2001年偶然发现的。聚集诱导发光是因为分子内部的运动在聚集状态下受到限制而使荧光强度增强，解决了荧光探针应用效率降低的难题，可降低背景、提高信噪比和灵敏度。锌离子、铝离子等常用于诱导铜纳米簇发生聚集诱导效应，导致铜纳米簇的荧光得到显著的提高。然而以铈(III)离子作为诱导剂促使铜纳米簇发生聚集诱导效应制备高荧光的铜纳米簇-铈(III)荧光探针，并将其用于构建过氧化氢和葡萄糖荧光传感器，实现过氧化氢和葡萄糖的可视化检测却未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提高铜纳米簇的荧光，实现过氧化氢和葡萄糖的快速、灵敏检测，提供了一种高荧光铜纳米簇-铈(III)荧光探针的制备方法，并将其用于构建过氧化氢和葡萄糖荧光传感器，该荧光探针的制备方法简单、省时且可以实现过氧化氢和葡萄糖的可视化检测。

为实现上述目的，本发明的第一个方面是提供一种高荧光铜纳米簇-铈(III)荧光探针，其技术方案是高荧光铜纳米簇-铈(III)荧光探针的制备方法，在醋酸-醋酸钠缓冲溶液，加入铜纳米簇，涡旋混匀，并向混合液中加入三价铈离子，反应得到高荧光铜铜纳米簇-铈(III)荧光探针。

进一步设置是所述的铜纳米簇通过以下方法制备：将10mL浓度为50mg/mL谷胱甘肽滴加到盛有10mL摩尔浓度为10mM CuSO₄的反应容器中，于37℃，650rpm的转速下反应1小时，然后用1M的NaOH溶液调节上述反应液的pH，对照pH试纸调节pH为5，继续反应2小时，制得铜纳米簇。

进一步设置是所述的醋酸-醋酸钠缓冲溶液的pH为3.6～5.6。

进一步设置是所述三价铈离子的浓度为1～70mM。

本发明的第二个目的是提供一种如所述的制备方法所制得的高荧光铜纳米簇-铈(III)荧光探针。

本发明的第三个目的提供一种如所述的高荧光铜纳米簇-铈(III)荧光探针在用于过氧化氢检测的应用方法，向所述的荧光探针中加入待检测的过氧化氢，通过测试体系的荧光强度获得过氧化氢检测数据。