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] 本发明通过加入新的还原剂体系,合成出具有发射荧光明亮、水溶性好、稳定性 高、生物相容性好和毒性低的荧光铜纳米簇。
[0005] 本发明提供了一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为将含有Cu2+溶液与 牛血清蛋白溶液混勾后,再加入还原剂,调节pH至10~13,静置反应6~30h;
[0006] 所述Cu2+、牛血清蛋白与还原剂的摩尔比为1:4:1~320;
[0007] 所述还原剂为盐酸羟胺、L-抗坏血酸、D-葡萄糖、硼氢化钠和柠檬酸钠中的至少一 种。
[0008] 本发明所述还原剂优选为盐酸羟胺、L-抗坏血酸、D-葡萄糖、硼氢化钠和柠檬酸钠 中的一种。
[0009] 本发明所述还原剂优选为盐酸羟胺,所述Cu2+、牛血清蛋白与盐酸羟胺的摩尔比进 一步优选为1:4:40~240。
[0010] 本发明所述还原剂优选为L-抗坏血酸,所述Cu2+、牛血清蛋白与L-抗坏血酸的摩尔 比进一步优选为1:4:2~60。
[0011] 本发明所述还原剂优选为D-葡萄糖,所述Cu2+、牛血清蛋白与D-葡萄糖的摩尔比进 一步优选为1:4:20~160。
[0012]本发明所述还原剂优选为硼氢化钠,所述Cu2+、牛血清蛋白与硼氢化钠的摩尔比进 一步优选为1:4:4~8。
[0013]本发明所述还原剂优选为柠檬酸钠,所述Cu2+、牛血清蛋白与柠檬酸钠的摩尔比进 一步优选为1:4:40~320。
[0014] 本发明所述还原剂优选为硼氢化钠和梓檬酸钠共还原剂体系、或硼氢化钠和D-葡 萄糖共还原剂体系、或硼氢化钠和L-抗坏血酸共还原剂体系、或D-葡萄糖和L-抗坏血酸共 还原剂体系、或D-葡萄糖和盐酸羟胺共还原剂体系、或L-抗坏血酸和盐酸羟胺共还原剂体 系。
[0015] 本发明所述还原剂优选为硼氢化钠和柠檬酸钠共还原剂体系,所述Cu2+、牛血清蛋 白、硼氢化钠与柠檬酸钠的摩尔比进一步优选为1:4:1~8:20~160。
[0016] 本发明所述还原剂优选为硼氢化钠和D-葡萄糖共还原剂体系,所述Cu2+、牛血清蛋 白、硼氢化钠与D-葡萄糖的摩尔比进一步优选为1:4:1~8:20~160。
[0017] 本发明所述还原剂优选为硼氢化钠和L-抗坏血酸共还原剂体系,所述Cu2+、牛血清 蛋白、硼氢化钠与L-抗坏血酸的摩尔比进一步优选为1:4:1~8:20~160。
[0018] 本发明所述还原剂优选为D-葡萄糖和L-抗坏血酸共还原剂体系所述Cu2+、牛血清 蛋白、D-葡萄糖与L-抗坏血酸的摩尔比进一步优选为1:4:40~320:10~140。
[0019] 本发明所述还原剂优选为D-葡萄糖和盐酸羟胺共还原剂体系,所述Cu2+、牛血清蛋 白、D-葡萄糖与盐酸羟胺的摩尔比进一步优选为1:4:40~320:40~320。
[0020] 本发明所述还原剂优选为L-抗坏血酸和盐酸羟胺共还原剂体系,所述Cu2+、牛血清 蛋白、L-抗坏血酸与盐酸羟胺的摩尔比进一步优选为1:4:10~140:40~320。
[0021] 本发明合成的荧光铜纳米簇具有发射荧光明亮、尺寸小、稳定性高和水溶性好等 优点。
【附图说明】
[0022] 本发明附图13幅,
[0023] 图1为实施例1~6不同浓度的盐酸羟胺对合成荧光铜纳米簇荧光强度的影响;
[0024] 图2为实施例7~13不同浓度的L-抗坏血酸对合成荧光铜纳米簇荧光强度的影响;
[0025] 图3为实施例14~21不同浓度的D-葡萄糖对合成荧光铜纳米簇荧光强度的影响;
[0026] 图4为实施例22~26不同浓度的硼氢化钠对合成荧光铜纳米簇荧光强度的影响; [0027]图5为实施例43~50不同浓度的硼氢化钠和D-葡萄糖共还原剂体系对合成荧光铜 纳米簇荧光强度的影响;
[0028]图6为实施例51~58不同浓度的硼氢化钠和L-抗坏血酸共还原剂体系对合成荧光 铜纳米簇荧光强度的影响;
[0029]图7为实施例59~66不同浓度的D-葡萄糖和L-抗坏血酸共还原剂体系对合成荧光 铜纳米簇荧光强度的影响;
[0030]图8为实施例67~74不同浓度的D-葡萄糖和盐酸羟胺共还原剂体系对合成荧光铜 纳米簇荧光强度的影响;
[0031 ]图9为实施例75~82不同浓度的L-抗坏血酸和盐酸羟胺共还原剂体系对合成荧光 铜纳米簇荧光强度的影响;
[0032] 图10为实施例2合成的荧光铜纳米簇与牛血清蛋白的UV-vis吸收光谱图;
[0033] 图11为实施例2合成的荧光铜纳米簇的荧光激发和发射光谱图;
[0034] 图12a为实施例2合成的荧光铜纳米簇的透射电子显微镜成像;
[0035]图12b为根据实施例2合成的荧光铜纳米簇的透射电子显微镜成像得到的70个粒 子的粒径统计分布;
[0036] 图13为4°C避光保存4个月的实施例2合成的荧光铜纳米簇与刚合成的实施例2的 荧光铜纳米簇稳定性的光谱图。
【具体实施方式】
[0037] 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。
[0038] 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,所用试剂等均可 从化学或生物试剂公司购买。
[0039]以下结合技术方案详细叙述本发明的【具体实施方式】。
[0040] 实施例1~6
[00411 一种荧光铜纳米簇的合成方法,所述合成方法为将5mL浓度为5mM的Cu(N03)2溶液 与5mL浓度为20mg/mL的牛血清蛋白溶液25°C搅拌lOmin,再加入盐酸羟胺,用NaOH调节pH至 12,25°C静置反应24h;
[0042] 所述实施例1~6的盐酸羟胺的体积与浓度数值见表1。
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