一种荧光铜纳米簇的合成方法

文档序号:9834243
一种荧光铜纳米簇的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种荧光铜纳米簇的合成方法,属于生物化学技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来,包含几个到几十个金属原子的超小荧光金属纳米簇,将原子和大尺寸的 纳米粒子连接起来,由于其依赖于尺寸独特的物理和化学性质,引起广泛关注。由于金属纳 米簇的尺寸类似于电子的费米波长,其呈现出离散的能级以及类似于分子的性质,例如:尺 寸可调的电子过渡态和强烈的荧光性质。金属纳米簇被认为是新型的、潜在的和实用的纳 米材料,在许多领域具有实际的应用,例如:细胞成像、离子传感和催化。与传统的荧光量子 点相比,金属纳米簇有许多优越的性质,例如:低毒、超小尺寸、良好的生物相容性和多功能 的表面化学性质使其在生物化学领域得到越来越多的关注。
[0003] 在过去的十几年中,荧光金属纳米簇的广泛研究主要集中在合成荧光Au、Ag和Pt 纳米簇,应用各种类型的模板,例如:多肽、蛋白质、DNA、聚合物、树枝状大分子聚合物和生 物硫醇小分子。但是,Au、Ag和Pt是贵金属,因此,Au、Ag和Pt纳米簇的合成是非常昂贵的。众 所周知,非贵金属元素 Cu在地球上的含量丰富,在日常生活中更是廉价易得。铜纳米簇作为 一种潜在的纳米材料,能被应用在催化、传感、细胞标记和细胞成像等多个研究领域。然而, 由于合成超小尺寸的铜纳米簇是非常困难的,即使合成出的铜纳米簇在空气中也容易被氧 化,制备超小尺寸和高稳定性的铜纳米簇仍然是目前的一个重大挑战,因此,与Au和Ag纳米 簇的合成方法相比,铜纳米簇的合成仍处于一个初步阶段。

【发明内容】

[0004] 本发明合成一种新的荧光铜纳米簇,该荧光铜纳米簇具有发射荧光明亮、水溶性 好、稳定性高、生物相容性好和毒性低等优点。
[0005] 本发明提供了一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为先将含Cu2+的溶液 与溶菌酶溶液混匀,再将盐酸羟胺加入其中,调节pH至10~13,反应6~24h,所述Cu 2+、溶菌 酶与盐酸羟胺的摩尔比为1:1~8:40~400。
[0006] 本发明所述反应温度优选为20~45°C。
[0007] 本发明有益效果为:合成的荧光铜纳米簇具有发射荧光明亮、水溶性好、稳定性 高、生物相容性好和毒性低等优点。
【附图说明】
[0008] 本发明附图9幅,
[0009] 图1为实施例2~5合成的荧光铜纳米簇的荧光强度;
[0010] 图2为实施例6~12合成的荧光铜纳米簇的荧光强度;
[0011] 图3为实施例13~17合成的荧光铜纳米簇的荧光强度;
[0012] 图4为实施例18~21合成的荧光铜纳米簇的荧光强度;
[0013]图5为实施例22~27合成的荧光铜纳米簇的荧光强度;
[0014]图6为实施例10合成的荧光铜纳米簇与溶菌酶的UV-vis吸收光谱图;
[0015] 图7为实施例10合成的荧光铜纳米簇的荧光激发和发射光谱图;
[0016] 图8为不同摩尔浓度的H202对实施例10合成的荧光铜纳米簇荧光强度的影响;
[0017] 图9为4°C避光保存2个月后的实施例10合成的荧光铜纳米簇与反应16h后的实施 例10荧光铜纳米簇的荧光发射光谱图。
【具体实施方式】
[0018] 下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以 任何方式限制本发明。
[0019] 下述实施例中,如无特殊说明,所使用的实验方法均为常规方法,所使用的试剂等 均可从化学或生物试剂公司购买。
[0020] 以下结合技术方案详细叙述本发明的【具体实施方式】。
[0021] 实施例1~5
[0022] 一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为先将5mL不同浓度的Cu(N03)2溶液 与5mL浓度为20mg/mL的溶菌酶溶液25°C搅拌lOmin,再将lmL浓度为8M的盐酸羟胺加入其 中,用NaOH调节pH至12,25 °C搅拌反应16h,得到荧光铜纳米簇;
[0023] 所述实施例1~5 Cu(N03)2溶液的浓度见表1。
[0024] 表1实施例1~5 Cu(N03)2溶液的浓度
[0025]
[0026] 实施例6~12
[0027] 一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为先将5mL浓度为5mM的Cu(N03)2溶 液与5mL浓度为20mg/mL的溶菌酶溶液25°C搅拌lOmin,再将lmL不同浓度的盐酸羟胺加入其 中,用NaOH调节pH至12,25 °C搅拌反应16h,得到荧光铜纳米簇;
[0028]所述实施例6~12盐酸羟胺的浓度见表2。
[0029]表2实施例6~12盐酸羟胺的浓度 [oraoi
[0031] 实施例13~17
[0032] 一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为先将5mL浓度为5mM的Cu(N03)2溶 液与5mL浓度为20mg/mL的溶菌酶溶液25°C搅拌10min,再将lmL浓度为8M的盐酸羟胺加入其 中,调节不同的pH值,25°C搅拌反应16h,得到荧光铜纳米簇;
[0033] 所述实施例13~17的pH值见表3。
[0034] 表3实施例13~17的pH值
[0035]
[0036] 实施例18~21
[0037] 一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为先将5mL浓度为5mM的Cu(N03)2溶 液与5mL浓度为20mg/mL的溶菌酶溶液25°C搅拌lOmin,再将lmL浓度为8M的盐酸羟胺加入其 中,用NaOH调节pH至12,不同温度搅拌反应16h,得到荧光铜纳米簇;
[0038]所述实施例18~21的反应温度见表4。
[0039] 表4实施例18~21的反应温度
[0040]
[0041] 实施例22~27
[0042] 一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为先将5mL浓度为5mM的Cu(N03)2溶 液与5mL浓度为20mg/mL的溶菌酶溶液25°C搅拌lOmin,再将lmL浓度为8M的盐酸羟胺加入其 中,用NaOH调节pH至12,25°C搅拌反应不同的时间,得到荧光铜纳米簇;
[0043] 所述实施例22~27的反应时间见表5。
[0044] 表5实施例22~27的反应时间
[0045]
[0046] 效果例1
[0047] 将实施例10合成的荧光铜纳米簇溶液与溶菌酶溶液测试UV-vis吸收光谱图,结果 见图6,a为实施例10合成的荧光铜纳米簇的UV-vis吸收光谱图,b为溶菌酶的UV-vis吸收光 谱图,由图6得,与280nm处的溶菌酶明显的吸收峰相比,实施例10合成的荧光铜纳米簇在整 个UV-vis光区没有明显的吸收峰,在280nm附近出现的微小驼峰是由于未反应的溶菌酶引 起的。另外,在560~600nm没有明显的表面等离子体共振吸收带,证明没有大尺寸的铜纳米 粒子生成。
[0048] 效果例2
[0049] 将实施例10合成的荧光铜纳米簇溶液测试荧光激发和发射光谱图,结果见图7,a 为荧光激发光谱,b为荧光发射光谱,由图7得,Stokes位移为262nm,证明发射光谱可以有效 避免来自激发光源的干扰。与有机染料相比,大尺度的Stokes位移可以有效避免激发光谱 和发射光谱之间的交叉。
[0050]效果例3
[0051 ]将浓度为 ΟηΜ、ΙΟηΜ、100ηΜ、500ηΜ、ΙμΜ、ΙΟμΜ、100μΜ、500μΜ、ImM 的 H2〇2 与等体积的 实施例10得到的荧光铜纳米簇混匀,25°C反应12h,分别测其荧光强度值,考察不同摩尔浓 度的H2〇 2对实施例10得到的荧光铜纳米簇荧光强度的影响,结果见图8,由图8得,H2〇2对实 施例10得到的荧光铜纳米簇的荧光强度值几乎无影响,证明实施例10得到的荧光铜纳米簇 具有强抗氧化性。
[0052]效果例4
[0053] 4°C避光保存2个月后的实施例10合成的荧光铜纳米簇与反应16h后的实施例10的 荧光铜纳米簇的荧光发射光谱相比,结果见图9,a为反应16h后的实施例10的荧光铜纳米簇 的荧光发射光谱,b为4°C避光保存2个月后的实施例10合成的荧光铜纳米簇的荧光发射光 谱,由图9得,两者荧光强度值几乎没有变化,证明实施例10合成的荧光铜纳米簇具有高稳 定性。
【主权项】
1. 一种荧光铜纳米簇的合成方法,其特征在于:所述合成方法为先将含Cu2+的溶液与溶 菌酶溶液混匀,再将盐酸羟胺加入其中,调节pH至10~13,反应6~24h,所述Cu 2+、溶菌酶与 盐酸羟胺的摩尔比为1:1~8:40~400。2. 根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述反应温度为20~45 °C。
【专利摘要】本发明涉及一种荧光铜纳米簇的合成方法,属于生物化学技术领域,所述合成方法为先将含Cu2+的溶液与溶菌酶溶液混匀,再将盐酸羟胺加入其中,调节pH至10~13,反应6~24h,所述Cu2+、溶菌酶与盐酸羟胺的摩尔比为1:1~8:40~400,本发明有益效果为合成的荧光铜纳米簇具有发射荧光明亮、水溶性好、稳定性高、生物相容性好和毒性低等优点。
【IPC分类】B82Y40/00, B82Y30/00, B22F1/00, B22F9/24
【公开号】CN105598466
【申请号】CN201610032140
【发明人】韩冰雁, 许杰, 侯绪芬, 相荣超, 李莹, 彭婷婷, 于明波
【申请人】大连理工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月18日
再多了解一些
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