[发明专利]一种手性氢氧化钴纳米粒子及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种手性氢氧化钴纳米粒子及其制备方法与应用，属于材料化学技术领域。本发明所述的手性氢氧化钴纳米粒子由酸性氨基酸、钴盐溶液在碱性条件下制备得到；所述酸性氨基酸为天冬氨酸或谷氨酸。本发明所述的手性氢氧化钴纳米粒子具有圆二色信号和磁共振信号，可以用于复杂生物环境中ROS的检测。在ROS的检测中手性氢氧化钴纳米粒子表面的二价钴可以与活性氧自由基发生氧化还原反应得到三价的钴，从而引起钴与表面手性配体的配位作用发生改变，产生圆二色和磁共振信号变化，实现了手性氢氧化钴纳米粒子对ROS的超灵敏检测。本发明所述的手性氢氧化钴纳米粒子操作简便，选择性强，检出限低。

技术领域

本发明涉及材料化学技术领域，尤其涉及一种手性氢氧化钴纳米粒子及其制备方法与应用。

背景技术

作为一种重要的信号分子，活性氧(ROS)通常可以在各种代谢过程中产生，并且在调节多种生理功能方面发挥着至关重要的作用，以很多存在形式存在，如次氯酸(HClO)、超氧化物(O₂^-)、羟基自由基(-OH)、过氧化氢(H₂O₂)和单线态氧(1O₂)。然而，由于ROS具有较强的氧化能力，可能会氧化细胞中的功能性的蛋白质、脂质和核酸，造成严重的损伤。ROS的过度积累会引发生物体内的氧化应激反应，而且与许多病理状况相关，包括癌症、神经系统疾病和心血管疾病。

纳米材料具有巨大的比表面积和界面，对外部环境的变化十分敏感，是一种性能卓越的敏感材料。对于纳米材料来说，手性光学活性是一种新生光学特性，由于手性光学信号可以对外部细微的变化表现出的敏感信号响应。基于手性纳米材料的手性光学信号的变化，在手性分析领域已经取得了巨大的进步，如检测、对映选择性分离等。

近些年基于荧光信号来分析ROS的探针被广泛的开发出来，其中，基于有机分子的荧光探针已经被视为是一种用于ROS分析的常用策略。然而，它们自身存在着许多弱点，如易出现光漂白、自发氧化等现象，导致有机分子的荧光信号易受外界环境干扰、难以进行精准的胞内定量和灵敏的动态监测，同时有机分子常常具有较强的生物毒性，这些弱点使得有机荧光分子探针在复杂环境中非常脆弱，极大地限制了它们的应用。因此，新的高性能的ROS检测探针收到很大关注，一直是亟待解决的难题。利用手性无机纳米材料对生物信号分子(如ROS)的响应性以及它们作为实时监测的生物传感器的直接应用仍未得到广泛探索。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种手性氢氧化钴纳米粒子及其制备方法与应用，利用手性印迹理论特点，在常温下合成同时具有圆二色信号和磁共振信号的手性氢氧化钴纳米粒子，赋予了手性氢氧化钴纳米探针智能生物传感器的功能，可以用于复杂生物环境中ROS的检测。

本发明的第一个目的是提供一种手性氢氧化钴纳米粒子的制备方法，包括以下步骤，酸性氨基酸、钴盐在碱性条件下，反应得到所述手性氢氧化钴纳米粒子；所述酸性氨基酸为天冬氨酸或谷氨酸。

在本发明的一个实施例中，所述钴盐为氯化钴或醋酸钴。

在本发明的一个实施例中，所述碱性条件的pH为8-9；所述pH的调节剂为氢氧化钠。通过加入氢氧化钠来调节混合溶液的pH以获得具有手性信号和磁共振信号的功能性氢氧化钴纳米粒子。

在本发明的一个实施例中，所述酸性氨基酸和钴盐的摩尔比为1-2：1。

本发明的第二个目的是提供一种手性氢氧化钴纳米粒子。

在本发明的一个实施例中，所述手性氢氧化钴纳米粒子的粒径为3-5nm。

在本发明的一个实施例中，所述手性氢氧化钴纳米粒子在可见光和近红外区具有强手性信号。

本发明的第三个目的是提供一种所述手性氢氧化钴纳米粒子在检测活性氧自由基中的应用。