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。