一种基于罗丹明衍生物和量子点荧光微球的汞离子比率探针的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于荧光探针及其制备领域，特别涉及一种基于罗丹明衍生物和量子点荧 光微球的汞离子比率探针的制备方法。
【背景技术】
[0002] 荧光纳米传感器在生物检测、环境监测、细胞成像、药物输送、疾病诊断与治疗等 方面的应用已经引起了人们的广泛关注。荧光共振能量转移机制为我们提供了一种新颖的 构建生物、化学和物理传感器的方法，其独特的空间效应与光谱效应赋予了这些传感器突 出的性能。比如，能量转移可用于设计荧光比率探针。与单信号荧光探针相比，比率探针有 效地避免了探针浓度、探针环境和激发强度的干扰，极大地提高了检测的灵敏度和准确性。 而且，能量转移体系中供受体之间严格的空间距离，为探索生物分子（如RNA、DNA、蛋白质） 的构象变化动力学及相互作用机制提供了理想的纳米尺。此外，在基于能量转移的传感器 中，许多窄带激发的受体（比如有机荧光染料）本身又作为特异性探针部件，通过激发与受 体相匹配的宽激发供体（比如量子点），间接地拓展了受体的激发范围，方便了设计兼具宽 带激发和高特异性的探针。
[0003] 重金属离子，比如Hg2+,与人类的生理过程，各种疾病的产生和环境污染密切相关。 传统用于检测重金属离子的方法，包括化学滴定、原子荧光、原子吸收、原子发射和ICP-MS 等，存在着许多问题，比如操作过程复杂，不够经济等，为重金属离子的检测带来许多不便。 近年来，随着荧光纳米材料和内酰胺化的罗丹明衍生物的成功的合成，实时监测环境中的 重金属离子成为可能。这些材料也为基于FRET传感器的构建奠定了基础，丰富了检测重金 属离子的手段。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于罗丹明衍生物和量子点荧光微球的 汞离子比率探针的制备方法。该方法制备的汞离子比率探针是通过氨丙基三乙氧基硅烷 (APS)使对汞离子有特异性识别能力的内酰胺化罗丹明衍生物修饰上硅氧基，方便与掺杂 了量子点的多层二氧化硅纳米粒子的连接。该探针不仅有效的降低的外界环境对量子点光 学性能的干扰，而且缩小了能量供体（量子点）与能量受体（罗丹明衍生物）之间的距离， 提高了 FRET的能量转移效率，进而增强了检测汞离子的灵敏性。
[0005] 本发明的一种基于罗丹明衍生物和量子点荧光微球的汞离子探针，其特征在于： 所述的罗丹明衍生物的结构式为：
[0006]
[0007] 本发明的一种基于罗丹明衍生物和量子点荧光微球的汞离子探针的制备方法，包 括：
[0008] (1)将硼氢化钠和碲粉加入二次水中，4°C氮气保护下反应8小时得到碲氢化钠； 其中硼氢化钠、碲粉、二次水的质量体积比为〇. 285g : 0. 32g : IOml;
[0009] (2)将氯化镉、氯化锌、巯基丙酸加入到二次水中，并用氢氧化钠调节溶液PH = 11，除氧后加入上述碲氰化钠转移至反应釜中放入烘箱中反应；其中氯化镉、氯化锌、巯基 丙酸、碲氰化钠、二次水的质量体积比为：〇.114g : 0.682g : 0.105ml : 0.4ml : 100ml; [0010] ⑶将罗丹明B溶于溶剂中，加入三（2-氨乙基）胺，80°C下加热搅拌回 流，旋转蒸发溶剂后加入二氯甲烷和二次水，洗涤过滤旋干，提纯，得到RHB-NH2; 其中罗丹明B、三（2-氨乙基）胺、二氯甲烷、二次水、溶剂的质量体积比为： I. 5g ： 4.8ml ： 50ml ： 100ml ： 30ml ；
[0011] (4)将RHB-NH2溶于溶剂，加入异氰酸丙基三乙氧基硅烷和三乙胺，80°C下搅拌回 流，旋转蒸发溶剂后提纯得到罗丹明衍生物；其中RHB-NH2、异氰酸丙基三乙氧基硅烷、三乙 胺的质量体积比为：〇.2g : 0.2ml : 0.4ml;
[0012] (5)在CdTe = Zn量子点水溶液中加入环己烷、Triton X-100、正己醇，避光搅拌， 加入TEOS和氨水继续搅拌后继续加入APTES和TEOS搅拌完成后加入罗丹明衍生物，反应 结束后离心清洗得到基于多层荧光纳米微球和罗丹明衍生物的汞离子探针。其中环己烷、 Triton X-100、正己醇、TE0S、氨水、APTES、体积比为：15ml : 3.54ml : 3.6ml : 0.2ml : 0.12 ml ； 0.04ml 〇
[0013] 所述步骤⑶中溶剂为无水甲醇。
[0014] 所述步骤（3)中提纯为硅胶柱层析法提纯，洗脱剂为：CH2Cl2/MeOH/Et 3N = 40 : 2 : 1〇
[0015] 所述步骤⑷中溶剂为甲苯。
[0016] 所述步骤⑷中提纯为硅胶柱层析法提纯，洗脱剂为：CH2C1 2/CH30H = 5 : 1。
[0017] 所述步骤（5)中加入了 APTES和TE0S。
[0018] 汞离子比率探针检测方法为：将制备的汞离子比率探针分散液用HEPES缓冲溶液 (PH = 7)按一定比例稀释，再用HEPES缓冲溶液（PH = 7)配置一定浓度的汞离子溶液加入 上述探针分散液中，测定荧光强度（激发波长400nm)。
[0019] 该探针不仅有效的降低的外界环境对量子点光学性能的干扰，而且缩小了能量供 体（量子点）与能量受体（罗丹明衍生物）之间的距离，提高了 FRET的能量转移效率，进 而增强了检测汞离子的灵敏性。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明所涉及的基于罗丹明衍生物和量子点荧光微球的汞离子比率探针 合成与检测示意图。
[0021] 图2为本发明所涉及的罗丹明衍生物的核磁图。
[0022] 图3为本发明所涉及的CdTe:Zn/Si02荧光微球的电镜图片。
[0023] 图4为本发明所涉及的汞离子比率探针对水溶液中不同浓度汞离子响应的荧光 光谱图。
[0024] 图5为本发明涉及的荧光强度比值（1577/1521)随水溶液中汞离子浓度的变化图。 图6为本发明涉及的汞离子比率探针对水溶液中离子选择性的柱状图。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1
[0026] (1)罗丹明衍生物的制备：将1.5g罗丹明B溶于30ml无水甲醇中，加入4.8ml 三（2-氨乙基）胺，80°C下加热搅拌回流，旋转蒸发溶剂后加入50ml二氯甲烷和100mL 二次水，洗涤过滤旋干，经硅胶柱层析得到RHB-NH2 (洗脱剂为：CH2Cl2/MeOH/Et3N = 40 : 2 : 1);将RHB-NH2溶于甲苯，加入0. 2ml异氰酸丙基三乙氧基硅烷和0.