一种对pH敏感的荧光纳米铜簇凝胶的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学及生物科学技术领域，具体地说是一种对pH敏感的荧光纳米铜簇凝胶的制备方法。
【背景技术】
[0002]在现代化学、农业、生物和环境科学中，pH值的测量是一个非常重要的方面，测定PH值的变化一般采用对pH值敏感的膜玻璃电极。然而，传统的玻璃电极具有体积大、需要液体量较多，且玻璃易破裂等缺点限制其应用。
[0003]据研究报到，一些金属氧化物电极如:Ti02，RuO2和ZnO等所制备的电极对pH具有响应，但是大多数这类电极另外需要一个参比电极，因此使得所制备的新电极体积增大;另一种对PH敏感的光纤传感器是测量物质表面的等离子体共振光谱，其原理为:探针周围液体PH值的改变会引起水凝胶层的溶胀/收缩，导致探针折射率的改变，从而影响透射光谱共振波长的改变，但是，此种方法具有花费较高、制备复杂等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述现状，旨在将凝胶作为传感器指示体系中pH变化，随着pH的增加，凝胶的荧光强度减弱，且原料成本低廉易得、操作简单易行，制得的凝胶较均匀、重现性好、制备过程无污染的一种对PH敏感的荧光纳米铜簇水凝胶的制备方法。
[0005]—种对pH敏感的荧光纳米铜簇凝胶的制备方法，其具体步骤如下:
[0006]I)将BSA溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0007]2)将铜离子按照BSA = Cu2+重量比为10?40:1?10加入步骤I)获得的溶液中，混合均匀；
[0008]3)在搅拌作用下，加入氢氧化钠至步骤2)获得的溶液中，同时调节溶液的pH值至9?13，在37?60度的温度下搅拌，制得铜纳米簇原液；
[0009]4)将铜纳米簇原液在透析袋中透析，获得铜纳米簇溶液；
[0010]5)将琼脂糖、海藻酸钠和明胶按照重量比为5?9.5:0.5?3:0.5?2制成混合均匀的粉末，将粉末加入去离子水中，加热，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加热；
[0011]6)待多聚糖溶液冷却至50?80度后，按照体积比为0.5?1:1?3将铜纳米簇溶液加入到多聚糖溶液中，搅拌均匀，制得铜纳米簇多聚糖混合溶液；
[0012]7)将铜纳米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，静止放置10?60分钟，用超纯水清洗3?5次，超纯水每次用量为3?10ml，即制得铜纳米簇水凝胶。
[0013]优选地，所述步骤2)中BSA = Cu2+的重量比优选为23:1;
[0014]优选地，所述步骤I)、2)中可选用DNA或谷胱甘肽替代BSA;
[0015]优选地，步骤4)中，透析时间为48h，且在透析期间每三小时换一次超纯水。
[0016]优选地，步骤5)中，粉末与去离子水按照0.1?2%(w/v)配置;所述琼脂糖、海藻酸钠和明胶重量比优选为9:0.5:0.5。
[0017]优选地，步骤6)中，铜纳米簇溶液与多聚糖溶液的体积比优选为1:3。
[0018]本发明一种对pH敏感的荧光纳米铜簇凝胶的制备方法，其优点是:以制备的铜纳米簇以及琼脂糖、海藻酸钠和明胶为原材料，制备出荧光纳米铜簇水凝胶，使得制备的凝胶较均匀且重现性好;本发明简单易行、快速，材料来源广泛廉价，制备过程无污染;在一般化学实验室即可完成，并可进行大规模工业化生产。
【附图说明】
[0019]图1是实例I合成的铜纳米簇的荧光发射光谱图；
[0020]图2是实例2以铜纳米簇、琼脂糖、海藻酸钠和明胶为原材料制备的荧光水凝胶的荧光成像图(从左到右依次为pH:4，5，6，7，8，9)，且从图2中可以看出，随着pH的增加，纳米铜簇水凝胶的荧光强度逐渐减弱，指示PH值的范围很广，表明纳米铜簇水凝胶可以明显指示体系中pH的变化。
【具体实施方式】
[0021]本发明以所合成的铜簇作为荧光探针，以琼脂糖、海藻酸钠和明胶作为凝胶剂，将两者混合制得荧光强度稳定并对PH敏感的凝胶。
[0022]下面结合实施例详述本发明:
[0023]实施例1
[0024]—种对pH敏感的焚光纳米铜簇凝胶的制备方法，其具体步骤如下:
[0025]I)将BSA溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0026]2)将铜离子按照BSA = Cu2+重量比为20:1加入溶液中，混合均匀；
[0027]3)在搅拌作用下，加入氢氧化钠调节溶液的pH值至12，在60度的温度下继续搅拌过夜制得铜纳米簇原液；
[0028]4)将原液在透析袋中透析两天两夜，中间每三小时换一次超纯水，制得铜纳米簇溶液；
[0029]5)将琼脂糖、海藻酸钠和明胶按照重量比为5:3:2混合均匀，再将0.5% (w/v)的混合粉末加入到去离子水中，加热，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加热；
[0030]6)待多聚糖溶液冷却至60度后，按照体积比为0.5:1将铜纳米簇溶液加入到多聚糖溶液中，搅拌均匀，制得铜纳米簇多聚糖混合溶液；
[0031]7)趁热将铜纳米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，静止放置30分钟，用超纯水清洗5次，每次用量1ml，即制得铜纳米簇水凝胶。
[0032]实施例2
[0033]—种对pH敏感的焚光纳米铜簇凝胶的制备方法，其具体步骤如下:
[0034]I)将DNA溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0035]2)将铜离子按照DNA = Cu2+重量比为30:5加入溶液中，混合均匀；
[0036]3)在搅拌作用下，加入氢氧化钠调节溶液的pH值至11，在55度的温度下继续搅拌过夜制得铜纳米簇原液；
[0037]4)将原液在透析袋中透析两天两夜，中间每三小时换一次超纯水，制得铜纳米簇溶液；
[0038]5)将琼脂糖、海藻酸钠和明胶按照重量比为7:2:1混合均匀，再将0.8% (w/v)的混合粉末加入到去离子水中，加热，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加热；
[0039]6)待多聚糖溶液冷却至70度后，按照体积比为1:1将铜纳米簇溶液加入到多聚糖溶液中，搅拌均匀，制得铜纳米簇多聚糖混合溶液；
[0040]7)趁热将铜纳米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，静止放置40分钟，用超纯水清洗3次，每次用量1ml，即制得铜纳米簇水凝胶。
[0041 ] 实施例3
[0042]—种对pH敏感的焚光纳米铜簇凝胶的制备方法，其具体步骤如下:
[0043]I)将谷胱甘肽溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0044]2)将铜离子按照谷胱甘肽:Cu2+重量比为30:1加入溶液中，混合均匀；
[0045]3)在搅拌作用下，加入氢氧化钠调节溶液的pH值至10，在50度的温度下继续搅拌过夜制得铜纳米簇原液；
[0046]4)将原液在透析袋中透析两天两夜，中间每三小时换一次超纯水，制得铜纳米簇溶液；
[0047]5)将琼脂糖、海藻酸钠和明胶按照重量比为8:1.5:0.5混合均匀，再将I % (w/v)的混合粉末加入到去离子水中，加热，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加热；
[0048]6)待多聚糖溶液冷却至65度后，按照体积比为1: 2.5将铜纳米簇溶液加入到多聚糖溶液中，搅拌均匀，制得铜纳米簇多聚糖混合溶液；
[0049]7)趁热将铜纳米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，静止放置40分钟，用超纯水清洗4次，每次用量5ml，即制得铜纳米簇水凝胶。
[0050]实施例4
[0051]—种对pH敏感的荧光纳米铜簇凝胶的制备方法，其具体步骤如下:
[0052]I)将BSA溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0053]2)将铜离子按照BSA: Cu2+重量比为10:1加入溶液中，混合均匀；
[0054]3)在搅拌作用下，加入氢氧化钠调节溶液的pH值至9，在40度的温度下继续搅拌过夜制得铜纳米簇原液；
[0055]4)将原液在透析袋中透析两天两夜，中间每三小时换一次超纯水，制得铜纳米簇溶液；
[0056]5)将琼脂糖、海藻酸钠和明胶按照重量比为8.5:0.5:1混合均匀，再将1.5%(w/v)的混合粉末加入