本發(fā)明涉及一種聚集態(tài)磷光銅納米簇的制備方法及其應(yīng)用，屬于納米技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，基于出色的尺寸效應(yīng)和光學(xué)特性，銅納米簇被廣泛應(yīng)用于催化劑，生物成像以及生化分析等領(lǐng)域。qing等人在生物傳感器和生物電子學(xué)(biosensorsandbioelectronics)上報(bào)道了一種原位反應(yīng)生成熒光銅納米簇的工作。首先在溶液中加入抗壞血酸鈉和寡核苷酸分別作為反應(yīng)的還原劑和保護(hù)劑，接著硫酸銅cuso4加入導(dǎo)致熒光銅納米簇的形成。此方法需要加入具有選擇性的堿基鏈，合成成本相對(duì)較高且合成的銅簇穩(wěn)定性不是很好，這可能是由于作為保護(hù)劑的dna容易水解的原因。wang等人在納米尺度(nanoscale)上發(fā)表了一篇有關(guān)藍(lán)色熒光的銅納米簇的制備與應(yīng)用的文章。首先配置了乙烯吡咯烷酮(pvp)溶液，將抗壞血酸(aa)和硫酸銅(cuso4)混合加入pvp溶液中，攪拌室溫放置6天進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)加入谷胱甘肽進(jìn)行表面修飾處理，生成了穩(wěn)定的熒光銅納米簇。這樣的方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，需要復(fù)雜的表面修飾加工，不能簡(jiǎn)單快速的制備銅納米簇。zheng等人在傳感器和制動(dòng)器b：化學(xué)(sensorsandactuatorsb：chemical)報(bào)道了一種一步合成綠色反應(yīng)的銅納米簇的制備方法。在水溶液中加入抗壞血酸(aa)和硝酸銅，充分?jǐn)嚢韬?，室溫遮光放?小時(shí)，制備成熒光銅納米簇。此方法對(duì)遮光條件要求嚴(yán)格，有待改進(jìn)。

綜上所述，采用綠色快速的一步合成法制備穩(wěn)定的銅納米簇，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的銅納米簇研究應(yīng)用具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種集還原劑和保護(hù)劑于一體快速獲得具有磷光特性的聚集態(tài)銅納米簇的制備方法及其應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種聚集態(tài)磷光銅納米簇的制備方法，包括如下步驟：室溫下，取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf：水體積比為4：1～8，配置0.025～0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為1～8mm，再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為300～2000μm，將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成銅納米簇。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的另一技術(shù)方案是：所述的聚集態(tài)磷光銅納米簇的應(yīng)用，在形成的銅納米簇中加入的生物樣品溶液，銅納米簇和生物樣品間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，增強(qiáng)銅納米簇的磷光特性，在銅離子檢測(cè)和生物成像效果得到增強(qiáng)，所述生物樣品溶液為牛血清蛋白bsa、牛血清fbs、細(xì)胞培養(yǎng)基或人體尿液。

有益效果：

本發(fā)明為一種聚集態(tài)磷光銅納米簇的制備和應(yīng)用，室溫下，通過(guò)調(diào)整溶劑的混合比例和銅離子濃度，快速制備穩(wěn)定的具有磷光特性的銅納米簇。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為實(shí)施例1中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖2為實(shí)施例2中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖3為實(shí)施例3中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖4為實(shí)施例4中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖5為實(shí)施例5中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖6為實(shí)施例6中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖7為實(shí)施例7中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖8為實(shí)施例8中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖9為實(shí)施例9中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖10為實(shí)施例10中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖11為實(shí)施例11中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖12為實(shí)施例12中制得的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖13為實(shí)施例13中形成銅納米簇前后的玻璃瓶放在日光和紫外燈下照射所拍攝實(shí)物照片；

圖14為實(shí)施例13中制得的銅納米簇的紫外吸收強(qiáng)度光譜圖；

圖15為實(shí)施例13中制得的銅納米簇的光致發(fā)光壽命光譜圖；

圖16為實(shí)施例13中制得的銅納米簇的光致發(fā)光壽命擬合曲線譜圖；

圖17為實(shí)施例14中加入牛血清蛋白前的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖18為實(shí)施例14中牛血清蛋白的熒光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖19為實(shí)施例14中加入牛血清蛋白之后的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖20為實(shí)施例15中加入牛血清前的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖21為實(shí)施例15中牛血清的熒光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖22為實(shí)施例15中加入牛血清之后的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖23為實(shí)施例16中加入細(xì)胞培養(yǎng)基前的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖24為實(shí)施例16中細(xì)胞培養(yǎng)基的熒光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖25為實(shí)施例16中加入細(xì)胞培養(yǎng)基之后的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖26為實(shí)施例17中加入人體尿液前的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖27為實(shí)施例17中人體尿液的熒光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

圖28為實(shí)施例17中加入人體尿液之后的銅納米簇的磷光強(qiáng)度發(fā)射光譜圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例1：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.025m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為1mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖1。

實(shí)施例2：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.05m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為2mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖2。

實(shí)施例3：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.1m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為4mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖3。

實(shí)施例4：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖4。

實(shí)施例5：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為1：2。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖5。

實(shí)施例6：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為1：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖6。

實(shí)施例7：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖7。

實(shí)施例8：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為4：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖8。

實(shí)施例9：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為300μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖9。

實(shí)施例10：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為500μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖10。

實(shí)施例11：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為800μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖11。

實(shí)施例12：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。制備的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量繪制熒光曲線，如圖12。

實(shí)施例13：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為1000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇?；旌先軇┖托纬傻你~納米簇被放置在日光和紫外燈下照射，拍攝實(shí)物照片。將銅納米簇經(jīng)過(guò)紫外分光光度計(jì)測(cè)得數(shù)據(jù)繪制吸收?qǐng)D譜，并通過(guò)壽命檢測(cè)繪出銅納米簇的磷光壽命和擬合曲線。兩段擬合壽命中18.8％為4.06微秒，81.20％為13.15微秒。如圖13，14，15，16。

實(shí)施例14：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為500μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。在上述銅納米簇中加入200μl牛血清蛋白bsa溶液，再次輕輕搖晃至溶液均勻混合。將含有牛血清蛋白溶液的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量熒光曲線并記錄繪圖，與牛血清蛋白溶液熒光強(qiáng)度譜圖以及未含有牛血清蛋白溶液的銅納米簇磷光強(qiáng)度譜圖進(jìn)行比較。加入牛血清蛋白后，銅納米簇的磷光強(qiáng)度大大增強(qiáng)，牛血清蛋白自身熒光強(qiáng)度減弱。如圖17，18，19。

實(shí)施例15：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為600μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。在上述銅納米簇中加入200μl牛血清fbs溶液，再次輕輕搖晃至溶液均勻混合。將含有牛血清溶液的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量熒光曲線并記錄繪圖，與牛血清溶液樣品熒光強(qiáng)度譜圖以及未含有牛血清溶液的銅納米簇磷光強(qiáng)度譜圖進(jìn)行比較。加入牛血清后，銅納米簇的磷光強(qiáng)度大大增強(qiáng)，牛血清自身熒光強(qiáng)度減弱。如圖20，21，22。

實(shí)施例16：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為800μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。在上述銅納米簇中加入200μl細(xì)胞培養(yǎng)基溶液，再次輕輕搖晃至溶液均勻混合。將含有細(xì)胞培養(yǎng)基溶液的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量熒光曲線并記錄繪圖，與細(xì)胞培養(yǎng)基溶液樣品熒光強(qiáng)度譜圖以及未含有細(xì)胞培養(yǎng)基溶液的銅納米簇磷光強(qiáng)度譜圖進(jìn)行比較。加入細(xì)胞培養(yǎng)基后，銅納米簇的磷光強(qiáng)度大大增強(qiáng)，細(xì)胞培養(yǎng)基自身熒光強(qiáng)度減弱。如圖23，24，25。

實(shí)施例17：取dmf和去離子水配置5ml混合溶液于20ml玻璃瓶中，dmf/h2o體積比例為2：1。配置0.2m谷胱甘肽溶液，取200μl谷胱甘肽溶液加至上述混合溶液中，輕輕搖晃至均勻，混合溶液中g(shù)sh濃度為8mm。再配置1m硫酸銅溶液，取5μl硫酸銅溶液加入玻璃瓶，使混合溶液中銅離子濃度為2000μm。將玻璃瓶放入20℃振蕩箱，慢速攪拌震蕩1分鐘，形成磷光銅納米簇。在上述銅納米簇中加入200μl人體尿液，再次輕輕搖晃至溶液均勻混合。將含有人體尿液的銅納米簇通過(guò)熒光分光光度計(jì)測(cè)量熒光曲線并記錄繪圖，與人體尿液樣品熒光強(qiáng)度譜圖以及未含有人體尿液的銅納米簇磷光強(qiáng)度譜圖進(jìn)行比較。加入人體尿液后，銅納米簇的磷光強(qiáng)度大大增強(qiáng)，人體尿液自身熒光強(qiáng)度減弱。如圖26，27，28。

本發(fā)明的不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案，凡采用等同替換形成的技術(shù)方案均為本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。