一種金納米熒光探針及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種金納米熒光探針及其制備方法和應(yīng)用。制備方法：將1?10份3?5mmol/L氯金酸水溶液加熱至80?120℃，再將1?5份4?6mmol/L 2?巰基?4?甲基?5?噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌5?30min，即得到金納米熒光探針。本發(fā)明反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，迅速，對(duì)環(huán)境友好。2?巰基?4?甲基?5?噻唑乙酸為還原劑及保護(hù)劑，其自身具有還原性，避免了常用的還原劑硼氫化鈉、表面活性劑等的加入。該金納米探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，室溫保存穩(wěn)定性良好，可用于Fe3+的高靈敏、高選擇性檢測(cè)，且檢測(cè)過程簡(jiǎn)便、快速，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】
一種金納米熒光探針及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熒光探針，特別是一種水溶性藍(lán)色金納米熒光探針及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵是血紅蛋白的最重要組成成分之一，參與氧的運(yùn)輸，對(duì)維持其他攜氧蛋白如亞鐵血紅蛋白酶、肌紅蛋白、細(xì)胞色素的正常功能也必不可少，同時(shí)它也是許多參與能量代謝酶的重要成份，對(duì)人體健康有嚴(yán)重的影響，尤其是血液系統(tǒng)。缺鐵會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞太少甚至貧血，相反，鐵過量也會(huì)引起各種疾病，如帕金森綜合癥、阿爾茨海默氏癥和癌癥。目前，傳統(tǒng)的科學(xué)檢測(cè)鐵的方法有多種，例如:原子吸收光譜法、電感藕合等離子體質(zhì)譜法和氣相色譜法等，還有文獻(xiàn)報(bào)道使用有機(jī)染料或量子點(diǎn)檢測(cè)鐵。但大多數(shù)方法成本高、耗時(shí)長(zhǎng)或需要復(fù)雜的精密儀器，因此研發(fā)出一種新型的、操作簡(jiǎn)便的、樣品易處理的、所用儀器較便宜的方法成為分析化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。熒光分析法具有靈敏度高、可實(shí)時(shí)檢測(cè)、對(duì)樣品基本無損傷等優(yōu)點(diǎn)而具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]近年來金納米由于其獨(dú)特的理化性質(zhì)而受到了廣泛的關(guān)注，在分析化學(xué)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，功能化的金納米作為探針已廣泛應(yīng)用于藥物分析、食品安全、環(huán)境分析、生物分析、生物標(biāo)記等領(lǐng)域。一般而言，金離子在溶液中被還原更傾向于生成較大粒徑的納米顆粒而不是具有熒光的小粒徑納米簇，這是因?yàn)榧{米簇的比表面積大，表面活化能高，更容易聚集?；诖?，納米簇的合成需要特定基團(tuán)的保護(hù)以防止其進(jìn)一步聚集成沒有熒光的納米顆粒。保護(hù)基團(tuán)對(duì)金納米探針的熒光性質(zhì)具有很重要的作用，因此選擇合適的保護(hù)基團(tuán)顯得至關(guān)重要。目前，用于合成金納米熒光探針的保護(hù)基團(tuán)一般包括蛋白質(zhì)、多肽等生物大分子及硫醇類小分子。采用蛋白質(zhì)等生物大分子為保護(hù)劑時(shí)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)中的酪氨酸所含的苯酚基團(tuán)在pH = 12才具有還原性，可將Au (I II)還原成Au原子，所以一般要使用NaOH將溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)堿性。以多肽為保護(hù)基團(tuán)時(shí)，一般采用傳統(tǒng)的化學(xué)還原法即采用NaBH4將氯金酸還原得到熒光性質(zhì)較弱的金納米顆粒，再利用十六烷基三甲基溴化銨和金納米顆粒之間的靜電作用將金納米顆粒轉(zhuǎn)入有機(jī)相甲苯中，在有機(jī)相中通過蝕刻得到具有熒光性質(zhì)的金納米探針。采用硫醇類小分子為保護(hù)劑時(shí)，許多報(bào)道采用NaBH4為還原劑將氯金酸通過動(dòng)力學(xué)控制方法還原得到熒光性質(zhì)較弱的金納米顆粒，然后在適當(dāng)條件下(如加熱和加入過量的硫醇等)進(jìn)一步得到金納米熒光探針。已報(bào)道的方法需要用到強(qiáng)還原劑NaBH4、表面活性劑(十六烷基三甲基溴化銨)或強(qiáng)堿性試劑NaOH等，且制備步驟繁瑣，所需時(shí)間較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種金納米熒光探針及其制備方法和應(yīng)用。所述的金納米熒光探針制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)三價(jià)鐵離子具有高度選擇性，可用于檢測(cè)三價(jià)鐵離子，且檢測(cè)手段簡(jiǎn)單。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種金納米焚光探針的制備方法，包括步驟:以體積份數(shù)計(jì)，將1-10份3-5mmol/L氯金酸水溶液加熱至80-120 0C，再將1-5份4-6mmo I/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌5-30min，即可得到金納米熒光探針。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，氯金酸水溶液和2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液的體積比為 7-9:2-4。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，氯金酸水溶液的濃度為4mmoI/L。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液的濃度為5mmol/L。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，氯金酸水溶液加熱至100°C。
[0011 ]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，將2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌20min。
[0012]所制備的金納米熒光探針對(duì)三價(jià)鐵離子具有高度選擇性，可在檢測(cè)三價(jià)鐵離子中應(yīng)用。
[0013]一種三價(jià)鐵離子的檢測(cè)方法，包括如下步驟:將本發(fā)明所述的金納米熒光探針(200yL)和磷酸緩沖溶液(2.5mL，10mmol/L)—起加入到熒光比色皿中，在上述熒光比色皿中再分別加入不同濃度的Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液或待測(cè)溶液，以350nm為激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)定其熒光光譜，隨著Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的增大，金納米熒光探針的熒光逐漸被猝滅，基于此建立了檢測(cè)Fe3+的工作曲線。Fe3+濃度與金納米熒光探針的相對(duì)熒光強(qiáng)度(WI)呈兩段良好的線性關(guān)系，其線性范圍分別為9.9 X 10-9-3.0 X 10—W/L(Y= I.06+0.171X，線性系數(shù)R2 = 0.998)和3.2 X10—6-1.I X 10—3mol/L(Y= I.68+0.00309X，線性系數(shù)R2 = 0.987)，其中，1和I分別表示Fe3+不存在和存在下金納米熒光探針的熒光強(qiáng)度，檢測(cè)限為3.3X10—9mol/L。上述工作曲線可應(yīng)用于待測(cè)溶液中Fe3+的檢測(cè)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用“一鍋法”制備了一種水溶性良好的藍(lán)色熒光納米材料探針，反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，反應(yīng)迅速，對(duì)環(huán)境友好。所選取2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸為還原劑及保護(hù)劑自身具有還原性，避免了常用的還原劑硼氫化鈉、表面活性劑等的加入。
[0015]本發(fā)明提供的金納米熒光探針在紫外燈下，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，熒光量子產(chǎn)率可達(dá)4.5%;具有良好的光穩(wěn)定性，室溫下可保存12個(gè)月以上;對(duì)三價(jià)鐵離子具有高度選擇性，可在檢測(cè)三價(jià)鐵離子中應(yīng)用，且檢測(cè)手段簡(jiǎn)單，只需要借助熒光光譜儀即可實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0016]圖1實(shí)施例1金納米熒光探針的制備及對(duì)三價(jià)鐵離子測(cè)定的示意圖。
[0017]圖2實(shí)施例1金納米熒光探針的熒光激發(fā)和發(fā)射光譜圖。
[0018]圖3實(shí)施例1金納米熒光探針與各種陽(yáng)離子作用后的熒光柱狀圖。
[0019]圖4實(shí)施例1金納米熒光探針對(duì)三價(jià)鐵離子響應(yīng)的工作曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行說明。下屬實(shí)施例中所述方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法;所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。實(shí)驗(yàn)過程中所有使用的玻璃器皿用王水清洗過再用蒸餾水漂洗后烘干備用。實(shí)驗(yàn)中采用熒光光譜儀(F4500)測(cè)定金納米探針的熒光光譜及熒光量子產(chǎn)率。
[0021]實(shí)施例1
[0022]將7mL 4mmol/L氯金酸水溶液加熱至100°C，再將2mL 5mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌20min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為4.5%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]將1mL 4mmol/L氯金酸水溶液加熱至120°C，再將ImL 5mmol/L 2-巰基-4-甲基-
5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌30min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為3.5%。
[0025]實(shí)施例3
[0026]將ImL 4mmol/L氯金酸水溶液加熱至110°C，再將5mL 5mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌20min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為2.7%。
[0027]實(shí)施例4
[0028]將3mL 4mmol/L氯金酸水溶液加熱至90°C，再將3mL 5mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌5min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為3.3%。
[0029]實(shí)施例5
[0030]將5mL 4mmol/L氯金酸水溶液加熱至80°C，再將4mL 5mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌lOmin，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為3.0%。
[0031 ] 實(shí)施例6
[0032]將9mL 4mmol/L氯金酸水溶液加熱至100°C，再將4mL 5mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌20min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為4.3%。
[0033]實(shí)施例7
[0034]將7mL 3mmol/L氯金酸水溶液加熱至100°C，再將3mL 6mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌30min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為3.6%。
[0035]實(shí)施例8
[0036]將7mL 5mmol/L氯金酸水溶液加熱至100°C，再將5mL 4mmol/L 2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌20min，即可得到金納米熒光探針。該金納米熒光探針的熒光發(fā)射峰在430nm附近，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為3.4%。
[0037]實(shí)施例9
[0038]將實(shí)施例1制備的金納米熒光探針溶液(200yL)和2.5mL的磷酸緩沖溶液(lOmmol/L)加到熒光比色皿中，在上述熒光比色皿中再分別加入1yL 0.5mmol/L的Fe3+和1yLlmol/L 的其它陽(yáng)離子 K+,Na+,Li+,Ni+,Zn2+,Mn2+,Ba2+,Ca2+,Cd2+,Mg2+,Pb2+,Co2+,Hg2+,Cu2+，F(xiàn)e2+,Al3+，Cr3+溶液，分別測(cè)其熒光光譜，繪制不同離子對(duì)應(yīng)430nm處熒光強(qiáng)度的柱狀圖，見圖3。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，其它陽(yáng)離子不干擾體系對(duì)三價(jià)鐵離子的檢測(cè)。
[0039]實(shí)施例10
[0040]將實(shí)施例1制備的金納米熒光探針溶液(200yL)和磷酸緩沖溶液(2.5mL，1mmol/L)一起加入到熒光比色皿中，在上述熒光比色皿中再分別加入不同濃度的Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液或待測(cè)溶液，以350nm為激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)定其熒光光譜。隨著Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的增大，金納米熒光探針的熒光逐漸被猝滅，如圖4所示，熒光強(qiáng)度的變化與Fe3+的濃度呈線性關(guān)系，圖中熒光強(qiáng)度的變化以Ιο/Ι表示，其中1和I分別表示鐵離子不存在和存在下金納米熒光探針的熒光強(qiáng)度，通過線性擬合得到Fe3+濃度與金納米熒光探針的相對(duì)熒光強(qiáng)度(1/I)呈兩段良好的線性關(guān)系，其線性范圍分別為9.9 X 10—9-3.0 X 10—6mol/L(Y= 1.06+0.171X，線性系數(shù)R2 =0.998)和3.2 X 10—6-1.I X 10—3mol/L(Y= I.68+0.00309X，線性系數(shù)R2 = 0.987)，F(xiàn)e3+的檢測(cè)限為3.3 X 10—9mol/L。該金納米熒光探針可應(yīng)用于血清中三價(jià)鐵離子的檢測(cè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金納米熒光探針的制備方法，其特征在于，包括步驟:以體積份數(shù)計(jì)，將1-10份3-5mmol/L氯金酸水溶液加熱至80-120°C，再將1-5份4-6mmol/L2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液加入到上述氯金酸水溶液并持續(xù)加熱攪拌5_30min，即得到金納米熒光探針。2.如權(quán)利要求1所述的一種金納米熒光探針的制備方法，其特征在于，所述的氯金酸水溶液和2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液的體積比為7-9:2-4 ο3.如權(quán)利要求1所述的一種金納米熒光探針的制備方法，其特征在于，所述的氯金酸水溶液的濃度為4mmol/L。4.如權(quán)利要求1所述的一種金納米熒光探針的制備方法，其特征在于，所述的2-巰基-4-甲基-5-噻唑乙酸水溶液的濃度為5mmoI /L。5.如權(quán)利要求1所述的一種金納米熒光探針的制備方法，其特征在于，所述的氯金酸水溶液加熱至100°C。6.如權(quán)利要求1所述的一種金納米熒光探針的制備方法，其特征在于，所述的加熱攪拌時(shí)間為20min。7.如權(quán)利要求1所述方法制備的金納米熒光探針在檢測(cè)三價(jià)鐵離子中應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK105820814SQ201610317154
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】張彥, 高鵬飛, 姜晶晶, 張國(guó)梅, 雙少敏
【申請(qǐng)人】山西大學(xué)