CN110508828B - 基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法 - Google Patents

基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110508828B
CN110508828B CN201910802075.4A CN201910802075A CN110508828B CN 110508828 B CN110508828 B CN 110508828B CN 201910802075 A CN201910802075 A CN 201910802075A CN 110508828 B CN110508828 B CN 110508828B
Authority
CN
China
Prior art keywords
methionine
copper
orange
solution
fluorescence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910802075.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110508828A (zh
Inventor
邵从英
李春波
李勇
倪铮
刘献虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaibei Normal University
Original Assignee
Huaibei Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaibei Normal University filed Critical Huaibei Normal University
Priority to CN201910802075.4A priority Critical patent/CN110508828B/zh
Publication of CN110508828A publication Critical patent/CN110508828A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110508828B publication Critical patent/CN110508828B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0553—Complex form nanoparticles, e.g. prism, pyramid, octahedron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/07—Metallic powder characterised by particles having a nanoscale microstructure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/58—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing copper, silver or gold
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6432—Quenching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于L‑甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法，该方法以L‑甲硫氨酸为保护剂，铜盐为金属前驱物，加入过氧化氢作活化剂，水合肼为还原剂，制备了稳定性良好的橙红色荧光铜纳米团簇(Cu NCs)，最大激发和最大发射波长分别为337和592nm，斯托克斯位移高达255nm，结构记为Cu NCs/Met。该合成方法新颖、经济、易行。根据荧光猝灭现象，Cu NCs/Met可作为荧光纳米探针，应用于诺氟沙星药物的高灵敏度和高选择性检测，且检测过程简单、快速。本方法所制备的荧光纳米团簇在传感、催化、光电器件、防伪、细胞成像、药物传输等领域有巨大的应用前景。

Description

基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法
技术领域
本发明属于荧光金属纳米团簇的制备与应用领域，具体涉及一种基于L-甲硫氨酸橙红色荧光铜纳米团簇的制备新方法及其分析应用。
背景技术
金属纳米团簇（NCs），是指在一定分子壳层保护下，由几个到几百个金属原子（Au，Ag，Pt，Pd，Cu等）为核而组成的相对稳定的聚集体。其尺寸超小，粒径一般小于2 nm，接近于电子的费米波长，具有离散的电子能级状态和类似分子的性质，作为一种新型的荧光纳米材料，由于其良好的生物相容性、独特的电子、光学和化学性质等而受到研究界广泛的关注，在细胞内荧光成像、化学与生物传感、催化、光电器件、药物输送等领域，均显现出诱人的应用前景。然而，目前研究主要集中在价格较高的荧光金、银两种贵金属纳米团簇，对其他种类的金属团簇研究相对较少。与金和银纳米团簇相比，铜纳米团簇（Cu NCs）由于其具有与金、银纳米团簇相似的荧光等性质，且具有较低的成本和非常丰富的自然储量，在科学和工业上具有更广阔的应用潜力。荧光金属纳米团簇的制备是其基础研究与实际应用的关键，发展性能优异的金属纳米团簇合成路线尤为重要，亦是一个非常活跃的研究领域。大量实验证明以一定的生物分子或材料为保护剂或反应平台来制备荧光铜纳米团簇是非常简单、有效的方法，一些蛋白质、DNA、多肽、酶、氨基酸等生物分子均能有效的控制荧光金属纳米团簇的成核与生长，并赋予产物一些新颖的性能。L-甲硫氨酸又名蛋氨酸，是动物生长所需氨基酸中唯一的含硫必需氨基酸，在动物体内发挥着重要的作用，但是，以L-甲硫氨酸这一氨基酸分子作为保护剂，斯托克斯位移较大的橙红色荧光铜纳米团簇的合成与应用报道尚未见。相关的研究仅一项，即我们课题组2016年报道的以L-甲硫氨酸为模板和还原剂，采用水浴加热的方法合成了一种具有蓝绿色荧光的铜纳米团簇，然而其合成过程中需要控制温度恒定在90℃，而且产物的斯托克斯位移较小，限制了产物的进一步应用，相关的研究仍具有很大的挑战性。
本发明首次提供一种以L-甲硫氨酸为保护剂，无机铜盐为金属前驱物，过氧化氢作活化剂，水合肼为还原剂，无需加热在室温下即可制备得到发出橙红色荧光的铜纳米团簇（Cu NCs/Met），团簇的斯托克斯位移高达255 nm。此外，根据荧光猝灭现象，Cu NCs/Met可作为荧光纳米探针，应用于诺氟沙星药物的高灵敏度和高选择性检测，且检测过程简单、快速。
发明内容
本发明是针对现有技术的不足，提供一种新颖、经济、易行，斯托克斯位移较大的荧光铜纳米团簇的合成方法，并研究其在诺氟沙星药物检测方面的应用。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准确称取可溶性铜盐，用超纯水溶解，制备得到可溶性铜盐水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH水溶液溶解，制备得到L-甲硫氨酸溶液；取一定量的质量分数为30%过氧化氢水溶液，用超纯水稀释，得到活化剂，待用；
（2）量取步骤（1）中L-甲硫氨酸溶液3 mL置于洁净的反应玻璃管内，在不断搅拌下向其中滴加可溶性铜盐水溶液0.9 mL，搅拌十分钟使两者混合均匀即得混合溶液；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL活化剂，搅拌反应十分钟，再向其中加入质量分数为85 %水合肼，室温搅拌反应2-10小时，即得到橙红色荧光铜纳米团簇。
进一步，步骤（1）所述的可溶性铜盐为硫酸铜、醋酸铜、硝酸铜和氯化铜中的一种。
进一步，步骤（1）中可溶性铜盐水溶液的浓度为2 mmol·L-1～25 mmol·L-1；L-甲硫氨酸水溶液的浓度为5 mg/mL～30 mg/mL；活化剂的浓度为1 mol·L-1～9.8 mol·L-1。
进一步，步骤（2）中L-甲硫氨酸溶液与可溶性铜盐溶液的体积比为3:0.9。
进一步，步骤（3）所述的水合肼加入量为1 mL～5 mL。
进一步，步骤（3）制备的荧光铜纳米团簇在日光下呈浅黄色，在365 nm紫外灯照射下发出明亮的橙红色荧光。
进一步，制备得到的橙红色荧光铜纳米团簇作为荧光纳米探针的应用，具体操作如下：将步骤（3）制备的橙红色荧光铜纳米团簇配制成浓度为1.8 mg/mL水溶液，取100 µL，与100 µL浓度为0~500 µM的诺氟沙星水溶液混合，并置于1.8 mL水溶液中，震荡均匀后，立即用荧光光谱仪测量其荧光光谱，激发波长设定为337 nm，反应后混合液的荧光强度随着诺氟沙星浓度的增加而猝灭程度不断加剧，建立了检测诺氟沙星药物的新方法，线性范围为0.05~250 µM，检出限为17 nM。
本发明的反应原理为：
基于L-甲硫氨酸（Met）是一种含有硫、NH2-、COOH-的水溶性氨基酸小分子，以L-甲硫氨酸为保护剂，可溶性铜盐为金属前驱物，加入过氧化氢为活化剂，室温下三者孵化作用后形成Cu2+/Met-H2O2复合物，再加入水合肼作为还原剂，室温下搅拌合成橙红色荧光铜纳米团簇（Cu NCs/Met）。同时，根据诺氟沙星对Cu NCs/Met的荧光猝灭效应，以Cu NCs/Met为荧光纳米探针，研制出一种新型的诺氟沙星荧光传感器，实现诺氟沙星的高灵敏度和高选择性检测。
本发明的有益效果：
（1）本发明的制备方法是以L-甲硫氨酸为保护剂，可溶性铜盐为金属前驱物，过氧化氢为活化剂，室温下孵化作用后形成Cu2+/Met-H2O2复合物，再加入水合肼作为还原剂，室温下搅拌反应合成了橙红色荧光铜纳米团簇（Cu NCs/Met）；由于L-甲硫氨酸生物分子的引入不仅促进了荧光铜纳米团簇的可控成核和生长，同时也提高了产物的稳定性；
（2）所制备的荧光铜纳米团簇（Cu NCs/Met）在365 nm紫外灯下整体发射出很强的橙红色荧光，最大激发和最大发射波长分别为337和592 nm，荧光寿命为8.423 μs；在水，乙酸乙酯，乙醇，乙二醇，苯酚，甲醇，DMSO，DMF，二氧己烷，甲醛，正丁醇，丙酮，异丙酮等介质中荧光稳定性均良好；
（3）基于诺氟沙星对Cu NCs/Met的荧光猝灭效应，以Cu NCs/Met为荧光纳米探针，研制出高灵敏度和高选择性的诺氟沙星传感器，检测成本廉价；
（4）本发明的合成方法具有新颖、经济、易行等特点，亦可以用来指导其他纳米材料的制备；
（5）所制备的纳米材料，在细胞成像、传感、催化、光电器件、防伪、药物输送等领域亦具有较为巨大的应用前景。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于L-甲硫氨酸橙红色荧光铜纳米团簇的合成与应用示意图；
图2为Cu NCs/Met的激发和发射光谱图（A）；Cu NCs/Met和对照组的荧光光谱图（B）和紫外-可见吸收光谱图（C）；Cu NCs/Met的荧光强度衰减曲线（D）；
图3为 Cu NCs/Met产物的透射电子显微镜示意图（标尺为20 nm）；
图4为 Cu NCs/Met产物的X射线光电子能谱图；
图5为采用不同浓度的Cu2+合成的Cu NCs/Met产物的荧光光谱图；
图6为采用不同浓度的L-甲硫氨酸合成的Cu NCs/Met产物的荧光光谱图；
图7为采用不同浓度的过氧化氢合成的Cu NCs/Met产物的荧光光谱图；
图8为采用不同体积的水合肼合成的Cu NCs/Met产物的荧光光谱图；
图9为不同反应时间下Cu NCs/Met产物的荧光光谱图；
图10为采用不同种类的铜盐合成的Cu NCs/Met产物的荧光光谱图；
图11为Cu NCs/Met与25 μM诺氟沙星作用后的TEM图（A）和荧光衰减曲线图（B）。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-11所示，本发明以L-甲硫氨酸为保护剂，可溶性铜盐为金属前驱物，过氧化氢为活化剂，水合肼为还原剂，室温下搅拌反应制备了稳定性良好的橙红色荧光铜纳米团簇（Cu NCs/Met）。同时，根据荧光猝灭现象，Cu NCs/Met可作为荧光纳米探针，应用于诺氟沙星药物的分析检测。
下面通过实施例结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法：
以L-甲硫氨酸为保护剂，过氧化氢为活化剂，水合肼为还原剂，制备橙红色荧光铜纳米团簇（Cu NCs/Met）的新方法，反应示意图如图1所示：
（1）准确称取硫酸铜，用超纯水溶解，制备得到浓度为10 mmol·L-1的可溶性铜盐水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH水溶液溶解，制备得到浓度为15 mg·mL-1的L-甲硫氨酸溶液；取一定量的质量分数为30%过氧化氢水溶液，用超纯水稀释，得到浓度为4 mol·L-1的活化剂，待用；
（2）量取步骤（1）中L-甲硫氨酸溶液3 mL置于洁净的反应玻璃管内，在不断搅拌下向其中滴加可溶性铜盐水溶液0.9 mL，搅拌十分钟使两者混合均匀即得混合溶液；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL活化剂，搅拌反应十分钟，再向其中加入3 mL质量分数为85 %水合肼，室温（23-30℃）搅拌反应5小时，即得到橙红色荧光铜纳米团簇。
如图2所示：Cu NCs/Met和对照组的荧光发射光谱图；可见，Cu NCs/Met产物在592nm处有形状对称的强荧光峰，这与365 nm紫外灯下铜纳米团簇（Cu NCs/Met）整体发出很强的橙红色荧光相一致，而一系列的对照组在该波段内均没有荧光峰出现；Cu NCs/Met的紫外可见吸收光谱与其他对照组也明显不同，在432 nm有明显的吸收峰，这均说明观察的橙红色荧光来自合成的铜纳米团簇。结果显示所制备的橙红色荧光Cu NCs/Met的荧光寿命高达8.423 μs。
如图3所示：为所制备的Cu NCs/Met产物在透射电子显微镜（TEM）下拍摄的电子显微镜照片，由TEM照片可知Cu NCs/Met具有良好的分散性,平均粒径约为2.7 nm。同时，根据样品的高分辨晶格条纹像，测得其晶格间距是0.22 nm，对应与铜纳米材料中的（111）衍射晶面。
如图4所示：为所制备的Cu NCs/Met的X射线光电子能谱（XPS）图，由图可知，所合成的团簇中含有Cu、O、N、C、S几种元素，且在932.9 eV和952.9 eV结合能处有明显的XPS峰，对应于Cu（0）的Cu 2P3/2和Cu 2P1/2，在942 eV处亦没有Cu（II）的Cu 2p3/2卫星峰存在，均说明制备的橙红色荧光铜纳米团簇中铜的价态基本为0价，与文献报道一致。
实施例2
硫酸铜浓度对合成的影响：
（1）准确称取硫酸铜固体，用超纯水溶解，制备不同浓度的硫酸铜水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH溶解，制备浓度为15 mg/mL的L-甲硫氨酸溶液；取过氧化氢，用超纯水稀释至4 mol·L-1，待用；
（2）取若干只洁净的大试管，加入等量的甲硫氨酸溶液，不断搅拌下分别向其中滴加2 mmol·L-1、5 mmol·L-1、10 mmol·L-1、15 mmol·L-1、20 mmol·L-1、25 mmol·L-1的硫酸铜溶液，搅拌十分钟使两者混合均匀；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL过氧化氢，搅拌反应十分钟，再向混合溶液中加入水合肼，室温搅拌反应5小时，用荧光光谱仪测量光谱。如图5所示，当硫酸铜溶液浓度为10 mmol·L-1时，合成的Cu NCs/Met产物在荧光强度最大。
实施例3
L-甲硫氨酸浓度对合成的影响：
（1）准确称取硫酸铜固体，用超纯水溶解，制备浓度为10 mmol·L-1的硫酸铜水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH溶解，制备不同浓度的甲硫氨酸溶液；取过氧化氢，用超纯水水稀释至4 mol·L-1，待用；
（2）取若干只洁净的大试管，分别加入5 mg·mL-1、10 mg·mL-1、15 mg·mL-1、20mg·mL-1、25 mg·mL-1、30 mg·mL-1等体积的L-甲硫氨酸溶液，不断搅拌下向其中滴加等量的硫酸铜溶液，搅拌十分钟使两者混合均匀；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL过氧化氢，搅拌反应十分钟，再向混合溶液中加入水合肼，室温搅拌反应5小时，用荧光光谱仪测量光谱。结果如图6所示，当甲硫氨酸溶液浓度为15 mg·mL-1时，合成的Cu NCs/Met产物荧光强度最大。
实施例4
过氧化氢浓度对合成的影响：
（1）准确称取硫酸铜固体，用超纯水溶解，制备浓度为10 mmol·L-1的硫酸铜盐水溶液；准确称取甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH溶解，制备浓度为15 mg·mL-1的L-甲硫氨酸溶液；取过氧化氢，用超纯水水稀释至1 mol·L-1～9.8 mol·L-1，待用；
（2）取若干只洁净的大试管，加入等量的L-甲硫氨酸溶液，不断搅拌下向其中滴加等量的硫酸铜溶液，搅拌十分钟使两者混合均匀；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中分别加入1.5 mL浓度为1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1、4 mol·L-1、5 mol·L-1、7 mol·L-1、9.8 mol·L-1过氧化氢，搅拌反应十分钟，再向混合溶液中加入等量的水合肼，室温搅拌反应5小时，用荧光光谱仪测量光谱。结果如图7所示，当过氧化氢浓度为4 mol·L-1时，合成的Cu NCs/Met产物荧光强度最大。
实施例5
水合肼体积对合成的影响：
（1）准确称取硫酸铜固体，用超纯水溶解，制备浓度为10 mmol·L-1的硫酸铜盐水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH溶解，制备浓度为15 mg·mL-1的L-甲硫氨酸溶液；取过氧化氢，用超纯水水稀释至4 mol·L-1，待用；
（2）取若干只洁净的大试管，加入等量的甲硫氨酸溶液，不断搅拌下向其中滴加等量的硫酸铜溶液，搅拌十分钟使两者混合均匀；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL过氧化氢，搅拌反应十分钟，再向混合溶液中分别加入体积为1 mL、2 mL、2.5 mL、3 mL、3.5 mL、4 mL、5 mL的水合肼，室温搅拌反应5小时，用荧光光谱仪测量光谱。结果如图8所示，当水合肼体积为3 mL时，合成的CuNCs/Met产物荧光强度最大。
实施例6
反应时间对合成的影响：
（1）准确称取硫酸铜固体，用超纯水溶解，制备浓度为10 mmol·L-1的硫酸铜盐水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH溶解，制备浓度为15 mg·mL-1的L-甲硫氨酸溶液；取双氧，用超纯水水稀释至4 mol·L-1，待用；
（2）取若干只洁净的大试管，加入等量的L-甲硫氨酸溶液，不断搅拌下向其中滴加等量的硫酸铜溶液，搅拌十分钟使两者混合均匀；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL过氧化氢，搅拌反应十分钟，再向混合溶液中分别加入3 mL水合肼，室温搅拌反应2-10小时，用荧光光谱仪测量光谱。结果如图9所示，当反应时间为5小时时，合成的Cu NCs/Met产物荧光强度最大。
实施例7
可溶性铜盐种类对合成的影响：
（1）准确称取硫酸铜、乙酸铜、硝酸铜、氯化铜固体，用超纯水溶解，制备浓度为10mmol·L-1的可溶性铜盐水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH溶解，制备浓度为15 mg·mL-1的L-甲硫氨酸溶液；取过氧化氢，用超纯水水稀释至4 mol·L-1，待用；
（2）取四只洁净的大试管，加入等量的L-甲硫氨酸溶液，不断搅拌下分别向其中滴加硫酸铜、乙酸铜、硝酸铜、氯化铜溶液，搅拌十分钟使两者混合均匀；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL过氧化氢，搅拌反应十分钟，再向混合溶液中加入水合肼，室温搅拌反应5小时，即得到橙红色荧光铜纳米团簇，用荧光光谱仪测量产物的荧光光谱。如图10所示，采用不同的可溶性铜盐做前驱物合成的Cu NCs/Met产物都可以发出很强的橙红色荧光。
实施例8
Cu NCs/Met产物的pH稳定性考察：
取若干只洁净的小试管，并分别加入100 µL Cu NCs/Met溶液再分别加入1.9 mL不同pH值的BR缓冲溶液，震荡均匀后用荧光光谱仪测量其荧光光谱，结果样品的荧光强度基本一致，所合成的Cu NCs/Met有较好的pH稳定性。
实施例9
Cu NCs/Met产物的耐盐性考察：
取若干只洁净的小试管，并分别加入100 µL不同浓度的NaCl盐溶液与100 µL CuNCs/Met溶液再加入1.8 mL超纯水，震荡均匀后用荧光光谱仪测量其荧光光谱，结果样品的荧光强度基本一致，所合成的Cu NCs/Met有较好的耐盐性。
实施例10
Cu NCs/Met产物的存储稳定性和溶剂效应考察：
将合成的Cu NCs/Met产物置于冰箱4℃冷藏保存，在不同的时间，取出用荧光光谱仪测量其荧光光谱，结果长达8个月后，样品的荧光强度几乎不变，仍然很强，说明样品的稳定性很高。
取若干只洁净的小试管，并分别加入浓度为1.8 mg/mL 100 µL Cu NCs/Met水溶液与100 µL不同溶剂（0.5 M HNO3，0.4 M NaOH，0.5 M NaCl，乙酸乙酯，乙醇，乙二醇，苯酚，甲醇，DMSO，DMF，二氧己烷，甲醛，正丁醇，丙酮，异丙酮），再加入1.8 mL超纯水，震荡均匀后用荧光光谱仪测量其荧光光谱，结果在不同的溶剂中样品的荧光强度基本一致，所合成的Cu NCs/Met有较好的溶剂稳定性。
实施例11
本申请发明合成的橙色荧光铜纳米团簇（Cu NCs/Met）可作为荧光纳米探针，应用于诺氟沙星药物的检测，具体技术方案如下：
取若干只洁净的小试管，编号，分别加入100 µL 浓度为1.8 mg/mLCu NCs/Met水溶液与100 µL不同浓度的诺氟沙星溶液（（0，0.05，0.125，0.25，0.4，1，3，5，12.5，25，40，50，75，100，125，150，250，500 µM）），再加入1.8 mL超纯水，其中空白对照为100 µL CuNCs/Met溶液与100 µL超纯水，震荡均匀后用荧光光谱仪分别测定其荧光光谱（激发波长设定为337 nm）。结果随着诺氟沙星溶液浓度的增大，Cu NCs/Met的荧光强度在不断减弱，当诺氟沙星浓度增大到500 μM时Cu NCs/Met的荧光完全猝灭，说明所制备的Cu NCs/Met对诺氟沙星有良好的响应。此外，Log(F0/F)与诺氟沙星浓度间呈良好的线性关系（Log(F0/F) =0.03781+0.00528[NOR], R2 = 0.993），线性范围为0.05-250 μM，检出限为17 nM。
取若干只洁净的小试管，编号，分别加入100 µL浓度为1.8 mg/mL Cu NCs/Met谁溶液，100 µL不同的分子(5 mmol·L-1)与100 µL诺氟沙星溶液(5 mmol·L-1)，再加入1.7mL超纯水，其中空白对照为100 µL Cu NCs/Met溶液与100 µL不同的分子，震荡均匀后用荧光光谱仪分别测定其荧光光谱。结果诺氟沙星分子会使探针的荧光完全猝灭，而其他的抗坏血酸，多巴胺，D-青霉胺，盐酸羟胺，生物素，胆酸钠，葡萄糖，甲硫氨酸，苯丙氨酸，精氨酸，半胱氨酸，谷胱甘肽，色氨酸，谷氨酸，亮氨酸，酪氨酸，甘氨酸，丝氨酸，赖氨酸，天冬氨酸，组氨酸等分子对其荧光几乎无影响，而且在这些分子共存时，亦不影响诺氟沙星对CuNCs/Met探针的荧光猝灭效应。
取若干只洁净的小试管，编号，分别加入100 µL浓度为1.8 mg/mL Cu NCs/Met水溶液，100 µL不同的离子(5 mmol·L-1)与100 µL诺氟沙星溶液(5 mmol·L-1)，再加入1.7mL超纯水，其中空白对照为100 µL Cu NCs/Met溶液与100 µL不同的离子，震荡均匀后用荧光光谱仪分别测定其荧光光谱。结果K+、Na+、Cu2+、Al3+、Zn2+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ni2+、Co2+、Pb2+、NH4 +、Cl-、Br-、I-、S2-、S2O8 2-、SCN-、NO3 -、NO2 -、CO3 2-、Ppi-等离子对探针的橙红色荧光几乎无影响，而且在这些离子共存时，亦不影响诺氟沙星对Cu NCs/Met探针的荧光猝灭效应。
可见，Cu NCs/Met荧光探针应用于诺氟沙星药物检测是可行的，该方法简单、易行且具有较的灵敏度、选择性和抗干扰能力。进一步，以所制备的Cu NCs/Met为荧光纳米探针，应用于实际样品诺氟沙星胶囊中诺氟沙星的分析测定，回收率在95.04~104.4%，结果令人满意。
实施例12
诺氟沙星对铜纳米团簇（Cu NCs/Met）探针荧光猝灭的机理研究，具体技术方案如下：
Cu NCs/Met探针与25 µM诺氟沙星混合作用后，用透射电子显微镜观察其形貌，结果如图11（A）所示。可见，当诺氟沙星存在时，铜纳米团簇发生了明显的团聚现象，导致了探针的荧光发生了急剧的下降。为了进一步证实荧光猝灭的机理，又对样品的荧光寿命进行了表征，其荧光衰减曲线如图11（B）所示，平均荧光寿命为6.831 μs，相比于Cu NCs/Met探针单独存在时的寿命（8.423 μs），与诺氟沙星作用后，探针的荧光寿命明显降低，此猝灭过程属于动态猝灭。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）准确称取可溶性铜盐，用超纯水溶解，制备得到可溶性铜盐水溶液；准确称取L-甲硫氨酸，用0.4 mol·L-1 NaOH水溶液溶解，制备得到L-甲硫氨酸溶液；取一定量的质量分数为30%过氧化氢水溶液，用超纯水稀释，得到活化剂，待用；
（2）量取步骤（1）中L-甲硫氨酸溶液3 mL置于洁净的反应玻璃管内，在不断搅拌下向其中滴加可溶性铜盐水溶液0.9 mL，搅拌十分钟使两者混合均匀即得混合溶液；
（3）向步骤（2）中得到的混合溶液中加入1.5 mL活化剂，搅拌反应十分钟，再向其中加入质量分数为85 %水合肼，室温搅拌反应2-10小时，即得到橙红色荧光铜纳米团簇；
步骤（3）制备的荧光铜纳米团簇在日光下呈浅黄色，在365 nm紫外灯照射下发出明亮的橙红色荧光；
制备得到的橙红色荧光铜纳米团簇作为荧光纳米探针的应用，具体操作如下：将步骤（3）制备的橙红色荧光铜纳米团簇配制成浓度为1.8 mg/mL水溶液，取100 µL，与100 µL浓度为0~500 µM的诺氟沙星水溶液混合，并置于1.8 mL水溶液中，震荡均匀后，立即用荧光光谱仪测量其荧光光谱，激发波长设定为337 nm，反应后混合液的荧光强度随着诺氟沙星浓度的增加而猝灭程度不断加剧，建立了检测诺氟沙星药物的新方法，线性范围为0.05~250µM，检出限为17 nM。
2.根据权利要求1所述的基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的可溶性铜盐为硫酸铜、醋酸铜、硝酸铜和氯化铜中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：步骤（1）中可溶性铜盐水溶液的浓度为2 mmol·L-1～25 mmol·L-1；L-甲硫氨酸水溶液的浓度为5 mg/mL～30 mg/mL；活化剂的浓度为1 mol·L-1～9.8 mol·L-1。
4.根据权利要求1所述的基于L-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的水合肼加入量为1 mL～5 mL。
CN201910802075.4A 2019-08-28 2019-08-28 基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法 Active CN110508828B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910802075.4A CN110508828B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910802075.4A CN110508828B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110508828A CN110508828A (zh) 2019-11-29
CN110508828B true CN110508828B (zh) 2022-05-03

Family

ID=68628670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910802075.4A Active CN110508828B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110508828B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110954519B (zh) * 2019-12-17 2022-03-04 河北大学 一种Ag/Cu合金纳米簇的制备方法及其在Ag+检测中的应用
CN113304748B (zh) * 2020-03-04 2023-07-07 青岛大学 一种具有多种仿酶活性的铜纳米团簇及其制备方法与应用
CN111423876B (zh) * 2020-05-08 2023-12-29 无锡市疾病预防控制中心 一种具有圆偏振发光的银硫纳米簇聚集体的制备方法
CN112122621B (zh) * 2020-09-23 2021-11-19 山东大学 一种能产生近红外电化学发光辐射的金银双金属纳米团簇的制备方法
CN113406330B (zh) * 2021-06-30 2024-01-02 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所 一种用于检测诺氟沙星的试剂盒及检测方法
CN115308169A (zh) * 2022-01-18 2022-11-08 温州医科大学 一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104502614A (zh) * 2015-01-26 2015-04-08 湖南科技大学 一种基于金纳米簇模拟酶试剂盒及其制备方法及应用
CN104807795A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 江南大学 一种亲生物性铜纳米簇的快速制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7914588B2 (en) * 2007-04-10 2011-03-29 Los Alamos National Security, Llc Synthesis of fluorescent metal nanoclusters
CN103611946B (zh) * 2013-12-08 2015-05-13 福建医科大学 甲硫氨酸保护的金纳米团簇荧光材料的制备方法
CN104383919B (zh) * 2014-09-30 2017-02-08 江南大学 以具有可见光光活性的纳米簇模拟酶为基础的胰蛋白酶比色检测方法
CN104497237B (zh) * 2014-12-16 2017-02-01 湖南科技大学 一种温度/光双响应的金纳米簇杂化微凝胶及其制备方法
CN108414486A (zh) * 2018-03-07 2018-08-17 浙江湖州莱特科技有限公司 一种水溶性荧光钯纳米团簇的制备方法及应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104502614A (zh) * 2015-01-26 2015-04-08 湖南科技大学 一种基于金纳米簇模拟酶试剂盒及其制备方法及应用
CN104807795A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 江南大学 一种亲生物性铜纳米簇的快速制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110508828A (zh) 2019-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110508828B (zh) 基于l-甲硫氨酸的橙红色荧光铜纳米团簇的制备方法
Song et al. Quantum dots‐based chemiluminescence probes: an overview
CN103264987B (zh) 金纳米簇的制备方法及其应用
WO2020147753A1 (zh) 丝胶蛋白包裹的金属纳米簇的制备及荧光探针
CN104807795A (zh) 一种亲生物性铜纳米簇的快速制备方法
CN110862820A (zh) 一种半胱氨酸-金纳米簇的制备方法及应用
CN110125432B (zh) 一种绿色荧光铜纳米团簇的制备方法及应用
CN113340860B (zh) 用于检测Fe3+的锰掺杂碳点、Mn-CDs溶液、试纸及其制备方法、检测方法
CN113369489B (zh) 一种发光银纳米团簇及其制备方法和应用
CN108840879A (zh) 一种双配体mof配合物及其合成和在荧光识别铁离子的应用
Wang et al. Natural deep eutectic solvent assisted synthesis and applications of chiral carbon dots
Liu et al. Thermally prepared ultrabright adenosine monophosphate capped gold nanoclusters and the intrinsic mechanism
Goswami et al. Highly fluorescent water-soluble PTCA incorporated silver nano-cluster for sensing of dopamine
Li et al. Orange-red emitting copper nanoclusters for endogenous GSH, temperature sensing, and cellular imaging
Yang et al. Fluorescent methylammonium lead halide perovskite quantum dots as a sensing material for the detection of polar organochlorine pesticide residues
Wang et al. In situ SERS monitoring of intracellular H 2 O 2 in single living cells based on label-free bifunctional Fe 3 O 4@ Ag nanoparticles
CN108732151B (zh) 针对挥发性胺具有高灵敏光学响应的发光金纳米粒子制备及其快速分析检测方法
Yan et al. Fluorescent filter paper with pH-responsive carbon dots for the on-site detection of biogenic amines in food
CN113480999A (zh) 荧光金属纳米团簇及其制备方法和应用
CN110819338B (zh) 一种超疏水性壳层保护的复合荧光颗粒及其制备方法
CN109211862A (zh) 一种红色荧光铜纳米团簇探针的制备方法及其应用
CN110759375B (zh) 幻数团簇纳米晶的制备方法
Cao et al. The heterostructurally mixed-linkage covalent organic frameworks for different fluorescence responses to alkaloids
CN110724519A (zh) 基于超分子大环的荧光增强型金纳米团簇复合材料的制备方法及其应用
Ankamwar et al. Photocatalytic and surface-enhanced Raman scattering (SERS) activity of biosynthesized anisotropic gold nanoparticles

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant