以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，采用銅離子與金納米團簇發(fā)生作用，導致金納米團簇熒光猝滅，從而表現(xiàn)出熒光發(fā)射光譜的變化。F530測定的線性范圍為50~8000nmol/L，檢測限為7.9nmol/L。本發(fā)明選擇性高，重現(xiàn)性好，能夠作為潛在分析方法應用于環(huán)境及生命科學體系中銅離子的高靈敏測定。
【專利說明】以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，屬于分析化學和納米【技術領域】。
【背景技術】
[0002]銅是人體必需的微量元素，廣泛分布于生物組織中，大部分以有機復合物存在，很多是金屬蛋白，以酶的形式起著功能作用，這些酶對于生命過程是至關重要的。研究表明，銅缺乏可引發(fā)各種疾病，但是銅濃度過高時也可導致不利健康的影響，如細胞毒性、肝臟和腎臟的損害和神經(jīng)退行性疾病等。此外，銅也是環(huán)境中常見的重金屬污染物之一。因此，建立準確且靈敏的銅離子的檢測方法具有十分重要的意義。目前銅離子的測定多采用電化學法、萃取光度法、共振散射法、熒光法、原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。
[0003]金納米團簇(gold nanoclusters, Au NCs)是一種新型的突光納米材料，由幾個到幾百個原子組成，尺寸接近于電子的費米波長(約0.7 nm)。由于量子尺寸效應，金納米團簇顯示出獨特的光學特性。熒光金納米團簇具有尺寸小、無毒、水溶性好、光穩(wěn)定性好、Stokes位移大、比表面積大、制備條件溫和、表面易于修飾以及熒光性質(zhì)隨尺寸可調(diào)等突出優(yōu)點，是近年來的研究熱點，其已被廣泛應用于催化、傳感檢測、納米標記、醫(yī)學成像和光電子學等領域。
[0004]本發(fā)明以甲硫氨酸保護的金納米團簇作為熒光探針，提供了一種快速、簡便、靈敏的銅離子檢測新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針，提供了一種快速、簡便、靈敏的銅離子檢測方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:本發(fā)明所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用銅離子與甲硫氨酸保護的金納米團簇作用后熒光發(fā)射光譜特征的變化，來測定銅離子濃度。
[0007]本發(fā)明利用甲硫氨酸保護的金納米團簇在530 nm處的發(fā)射光強度值(F53tl)以判斷銅離子的濃度。
[0008]本發(fā)明所使用的甲硫氨酸保護的金納米團簇采用甲硫氨酸還原氯金酸的方法制備:(I)在氯金酸溶液中加入濃度為0.02、.16 mol/L的甲硫氨酸溶液和濃度為0.2^0.9mol/L的氫氧化鈉溶液,混勻后水浴反應0.0T8 h,所得的水溶液加入硫酸溶液,室溫離心，棄去上清液，用硫酸溶液清洗沉淀；(2)加入濃度為0.07^4.2wt%氨水溶液溶解步驟(1)所得的沉淀，混勻后在溫度為2(T100 °C的水浴下反應(T50 min，得到金納米團簇熒光材料水溶液，金納米團簇熒光材料水溶液冷凍干燥后可得到金納米團簇熒光材料粉末。
[0009]所述的將金納米團簇溶液和任一含有不同濃度的銅離子的磷酸鹽緩沖溶液按體積比1:9混合，30°C反應(T120秒，測定F53tl ；F530隨銅離子濃度的增大而減小，在5(T8000nmol/L范圍內(nèi)F53tl的對數(shù)值與銅離子濃度呈線性關系，檢測限為7.9 nmol/L。
[0010]本發(fā)明所使用的甲硫氨酸保護的金納米團簇采用甲硫氨酸還原氯金酸的方法制備:將4毫升濃度為0.1 mol/L的甲硫氨酸溶液和0.6毫升濃度為0.5 mol/L的氫氧化鈉溶液加入到0.4毫升濃度為0.2 g/L的氯金酸溶液中，混勻，置于37 °C水浴恒溫反應6 h，反應結(jié)束后，向混合液中加入0.5毫升濃度為I mol/L的硫酸溶液，混勻，6000轉(zhuǎn)/分鐘離心2 min,棄去上清液,加入5毫升0.1 mol/L的硫酸溶液清洗沉淀物三次,加入1.4wt%的氨水溶液溶解清洗干凈后的沉淀物，混合均勻后置于70 °C水浴恒溫反應30 min。
[0011]本發(fā)明以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值(F53Q)。
[0012]本發(fā)明將金納米團簇溶液和含有任一不同濃度的銅離子的濃度為0.01 mol/L、pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液按體積比1:9混合，30 °C反應I分鐘，測定F53tl以判斷銅離子的濃度。
[0013]所述金納米團簇溶液的體積和含有任一濃度的銅離子的磷酸鹽緩沖溶液的體積之和為0.3 mL。
[0014]本發(fā)明具體的制備方法為:
(一)金納米團簇熒光材料的制備:
以下過程中使用的所有玻璃器皿均經(jīng)過王水浸泡，并用雙蒸水徹底清洗，晾干。金納米團簇熒光材料的制備:4毫升濃度為0.1 mol/L的甲硫氨酸溶液和0.6毫升濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉溶液加入到0.4毫升濃度為0.2 g/L的氯金酸溶液中，混勻，置于37 V水浴恒溫反應6 ho反應結(jié)束后，向混合液中加入0.5毫升濃度為I mol/L的硫酸溶液,混勻，6000轉(zhuǎn)/分鐘離心2 min。棄去上清液，加入5毫升0.1 mol/L的硫酸溶液清洗沉淀物三次。加入1.4%的氨水溶液溶解清洗干凈后的沉淀物，混合均勻后置于70 °C水浴恒溫反應30 min。所得到的金納米團簇溶液為淺黃色，4 1:暗處保存，能保持至少兩個月的相對穩(wěn)定。
[0015](二)銅離子的測定
0.27毫升樣品溶液中加入0.03毫升步驟(一)制備的金納米團簇溶液，混合均勻后在30°C反應I分鐘。反應結(jié)束后，以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值(F530)，通過F53tl標準曲線進行定量。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點:
(I)本發(fā)明所使用的金納米團簇直接由甲硫氨酸還原氯金酸得到，無需添加任何保護劑及還原劑，制備過程簡單快捷。
[0017](2)本發(fā)明的檢測速度快，可以在I分鐘內(nèi)完成樣品的檢測。
[0018](3)本發(fā)明的檢測靈敏度高，檢測限為7.9 nmol/L。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為(a)金納米團簇溶液和(b)金納米團簇與銅離子作用后紫外燈下的外觀比較圖。
[0020]圖2為(a)金納米團簇溶液和(b)金納米團簇與銅離子作用后的發(fā)射光譜比較圖。
[0021]圖3為金納米團簇溶液與銅離子作用后的發(fā)射光強度值(F53tl)隨時間的變化圖。[0022]圖4為金納米團簇溶液與不同濃度銅離子作用后的發(fā)射光譜圖。
[0023]圖5為金納米團簇溶液的發(fā)射光強度值(F53tl)與銅離子濃度之間的關系圖。
[0024]圖6為金納米團簇溶液的發(fā)射光強度值(F53tl)與銅離子濃度之間的線性關系圖。
[0025]圖7為金納米團簇溶液與不同陽離子作用后的發(fā)射光強度圖。
[0026]圖8為金納米團簇溶液與不同陰離子作用后的發(fā)射光強度圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實例和附圖對本發(fā)明進行詳細描述:
實例1:
金納米團簇溶液的制備:4毫升濃度為0.1 mol/L的甲硫氨酸溶液和0.6毫升濃度為
0.5 mol/L的氫氧化鈉溶液加入到0.4毫升濃度為0.2 g/L的氯金酸溶液中，混勻，置于37°C水浴恒溫反應6 h。反應結(jié)束后，向混合液中加入0.5毫升濃度為I mol/L的硫酸溶液，混勻，6000轉(zhuǎn)/分鐘離心2 min。棄去上清液,加入5毫升0.1 mol/L的硫酸溶液清洗沉淀物三次。加入1.4 wt%的氨水溶液溶解清洗干凈后的沉淀物，混合均勻后置于70 °C水浴恒溫反應30 min。所制得的金納米團簇溶液在紫外燈照射下產(chǎn)生黃色熒光(見圖1中的a圖案)，最大發(fā)射波長為530 nm (見圖2的a曲線)。
[0028]實例2:
銅離子與金納米團簇相互作用:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含10 U mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L,pH=7),30 °C反應I分鐘。金納米團簇溶液黃色熒光消失(見圖lb)，530 nm處的發(fā)射光強度值(F530)明顯減小(見圖2b)。
[0029]實例3:
銅離子與金納米團簇相互作用:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含有不同濃度的銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L,pH=7)，30°C反應0?120秒，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值F53(l。如圖3所示，F(xiàn)53tl在I分鐘內(nèi)降低到最小值。
[0030]實例4:
銅離子的測定:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含有不同濃度銅離子((TlO u mol/L)的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L, pH=7),30°C反應I分鐘，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值F53(l。如圖4、5所示，F(xiàn)53tl隨銅離子濃度的增大而減小。
[0031]實例5:
銅離子的測定:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含有不同濃度梯度的銅離子(5(T8000 nmol/L)的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L，pH=7)，30°C反應I分鐘，以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值F53(l。如圖6所示，在5(T8000 nmol/L范圍內(nèi)F53tl的對數(shù)值與銅離子濃度呈線性關系，檢測限為7.9 nmol/L。
[0032]實例6:
銅離子的測定:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含有濃度為1000 nmol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L，pH=7)，30°C反應I分鐘，以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值F53(l。重復上述實驗6次，得相對標準偏差(RSD)為0.93%,表明本方法重現(xiàn)性良好。
[0033]實例7:
陽離子干擾實驗:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含有濃度為6000 nmol/L不同陽離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L,pH=7),30°C反應I分鐘，以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值F53(l。如圖7所示，0~18 依次表示為空白，Cu2+，Co2+，Ni2+，Mn2+，Ca2+，Mg2+，Ba2+，Cd2+，Pb2+，Zn2+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，Al3+，Cr3+，Ag+，Na+，K+，NH4+的(Ftl-F) /F0值，F(xiàn)0指金納米團簇的熒光強度，F(xiàn)指陽離子存在時金納米團簇的熒光強度，結(jié)果表明本方法抗陽離子干擾能力強。
[0034]實例8:
陰離子干擾實驗:在0.03毫升實施例1制得的金納米團簇中加入0.27毫升含有濃度為6000 nmol/L不同陰離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L,pH=7),30°C反應I分鐘，以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值F53(l。如圖8所示，0~18 依次表示為空白，Cu2+，SCN-，F(xiàn)、Cl' F, ClOp BrO3^ IOf，SO3' S2O32' S2O82'NO2-, NO3-, Ac—，⑶廣，H2PO4-, EDTA2—的(Ftl-F) /F0值，F(xiàn)0指金納米團簇的熒光強度，F(xiàn)指陰離子存在時金納米團簇的熒光強度，結(jié)果表明本方法抗陰離子干擾能力強。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改， 等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用銅離子與甲硫氨酸保護的金納米團簇作用后熒光發(fā)射光譜特征的變化，來測定銅離子濃度。
2.根據(jù)權利要求1所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用甲硫氨酸保護的金納米團簇在530 nm處的發(fā)射光強度值(F53tl)以判斷銅離子的濃度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是所使用的甲硫氨酸保護的金納米團簇采用甲硫氨酸還原氯金酸的方法制備:(I)在氯金酸溶液中加入濃度為0.02、.16 mol/L的甲硫氨酸溶液和濃度為0.2^0.9mo I/L的氫氧化鈉溶液,混勻后水浴反應0.0T8 h,所得的水溶液加入硫酸溶液,室溫離心，棄去上清液，用硫酸溶液清洗沉淀；(2)加入濃度為0.07^4.2wt%氨水溶液溶解步驟(1)所得的沉淀，混勻后在溫度為2(T100 °C的水浴下反應(T50 min，得到金納米團簇熒光材料水溶液，金納米團簇熒光材料水溶液冷凍干燥后可得到金納米團簇熒光材料粉末。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是將金納米團簇溶液和含有任一不同濃度的銅離子的磷酸鹽緩沖溶液按體積比1:9混合，30°C反應(T120秒，測定F53tl ；F530隨銅離子濃度的增大而減小，在50~8000nmol/L范圍內(nèi)F53tl的對數(shù)值與銅離子濃度呈線性關系，檢測限為7.9 nmol/L。
5.根據(jù)權利要求3所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是所使用的甲硫氨酸保護的金納米團簇采用甲硫氨酸還原氯金酸的方法制備:將4毫升濃度為0.1 mol/L的甲硫氨酸溶液和0.6毫升濃度為0.5 mol/L的氫氧化鈉溶液加入到0.4毫升濃度為0.2 g/L的氯金酸溶液中，混勻，置于37 °C水浴恒溫反應6 h，反應結(jié)束后，向 混合液中加入0.5毫升濃度為I mol/L的硫酸溶液，混勻，6000轉(zhuǎn)/分鐘離心2 min,棄去上清液,加入5毫升0.1 mol/L的硫酸溶液清洗沉淀物三次,加入1.4wt%的氨水溶液溶解清洗干凈后的沉淀物，混合均勻后置于70 °C水浴恒溫反應30 min。
6.根據(jù)權利要求4所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是以420 nm為激發(fā)波長，測定在530 nm處的發(fā)射光強度值(F53tlX
7.根據(jù)權利要求4所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是將金納米團簇溶液和含有任一不同濃度的銅離子的濃度為0.01 mol/L、pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液按體積比1:9混合，30 °C反應I分鐘，測定F53tl以判斷銅離子的濃度。
8.根據(jù)權利要求7所述的以甲硫氨酸保護的金納米團簇為熒光探針的銅離子快速測定方法，其特征是金納米團簇溶液的體積和含有任一濃度的銅離子的磷酸鹽緩沖溶液的體積之和為0.3 mL。
【文檔編號】G01N21/64GK103616363SQ201310655683
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月8日 優(yōu)先權日:2013年12月8日
【發(fā)明者】陳偉, 鄧豪華, 李紅娜, 胡愛玲, 何少斌 申請人:福建醫(yī)科大學