CN115558488A - 一种稀土复合纳米材料及其制备方法和应用、半胱氨酸的上转换检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稀土复合纳米材料及其制备方法和应用、半胱氨酸的检测方法，属于半胱氨酸荧光检测技术领域。本发明采用两亲性共聚物通过疏水相互作用与上转换纳米颗粒(NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶)表面的油酸配体结合，实现水分散的两亲性共聚物包裹上转换纳米颗粒，然后通过半胱氨酸有机荧光探针自组装形成复合体系，稀土上转换纳米粒子内核NaYF4:Yb,Er能够吸收980nm的激发光，并转换为可见光；有机荧光探针通过发光能量转移的方式，结合有机荧光探针与半胱氨酸反应前后吸收峰的变化，可以引起稀土上转换荧光的变化，从而实现对半胱氨酸的快速、灵敏和特异性检测。
Description
技术领域
本发明涉及半胱氨酸荧光检测技术领域，尤其涉及一种稀土复合纳米材料及其制备方法和应用、半胱氨酸的上转换检测方法。
背景技术
稀土上转换发光纳米粒子(UCNP)具有将长波长近红外光(NIR)转换为短波长光的独特能力，被认为是一种很有潜在价值的发光标记材料。与传统荧光探针相比，UCNP具有许多优异的光学性质，如：窄的尖峰发射带、大的斯托克斯位移、高光稳定性、长寿命荧光、无闪烁和无自荧光等。由于UCNP通常缺乏识别部分，为了实现以上转换发光(UCL)为检测信号的传感功能化，必须将特定的识别基团与UCNP结合起来，通过UCL的强度变化进行检测识别分析物，通常在UCNP中引入一个生色团作为能量受体，以实现从UCNP(供体)到生色团(受体)的发光共振能量转移(LRET)。目前，已开发出用于检测DNA、金属蛋白酶、亲和素、凝血酶、GSH、ONOO-和Hcy等的上转换发光检测体系。
生物硫醇如半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)在许多生理和病理系统中发挥着重要作用。半胱氨酸是新陈代谢的必需氨基酸，异常浓度水平与皮肤病变、神经毒性、牛皮藓、肝损伤、帕金森病以及其他的发病机理有关。近年来，研究者们开发了一些用于检测半胱氨酸的方法。但目前报道的检测半胱氨酸的荧光探针还存在或多或少的不足，比如大多数的荧光探针对半胱氨酸响应灵敏度较低、光稳定性较差、斯托克斯位移较小等。因此，有效检测半胱氨酸对生物化学和生物医学具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稀土复合纳米材料及其制备方法和应用、半胱氨酸的上转换检测方法，所制备的稀土复合纳米材料对半胱氨酸响应灵敏，光稳定性好且斯托克斯位移大。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种稀土复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
将NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶、两亲性共聚物和水混合，进行分散，得到纳米粒子分散液；所述两亲性共聚物为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基；
将所述纳米粒子分散液和有机荧光探针混合，进行自组装，得到稀土复合纳米材料。
优选的，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶为NaYF4:20％Yb,2％Er@NaYF4，所述Yb和Er的含量为原子含量。
优选的，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶和两亲性共聚物的质量比为1:1；所述分散的温度为室温，时间为12h。
优选的，所述有机荧光探针具有式1所述结构：
优选的，所述纳米粒子分散液中纳米粒子与有机荧光探针的质量比为6:5；所述自组装的温度为室温，时间为12h。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的稀土复合纳米材料，包括纳米粒子-有机荧光探针复合物，所述纳米粒子包括NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶以及包覆于所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶表面的两亲性共聚物。
本发明提供了上述技术方案所述稀土复合纳米材料作为荧光探针在检测半胱氨酸中的应用。
本发明提供了一种半胱氨酸的检测方法，包括以下步骤：
将稀土复合纳米材料、待测样品、水和缓冲溶液混合，孵化后，将所得产物进行荧光检测；所述稀土复合纳米材料为上述技术方案所述稀土复合纳米材料。
优选的，所述孵化的温度为37℃，时间为10～15min。
优选的，所述荧光检测的激发波长为980nm，发射波长为450～750nm。
本发明提供了一种稀土复合纳米材料的制备方法，本发明采用两亲性共聚物通过疏水相互作用与稀土上转换纳米颗粒(NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶)表面的油酸配体结合，实现水分散的两亲性共聚物包裹上转换纳米颗粒，然后通过半胱氨酸的有机荧光探针自组装形成复合体系，所构建的稀土复合纳米材料能够充分发挥各成分的优势，稀土上转换纳米粒子内核NaYF4:Yb,Er能够吸收980nm的激发光，并转换为可见光；半胱氨酸有机荧光探针通过发光能量转移的方式，结合有机荧光探针与半胱氨酸反应前后吸收峰的变化，可以引起稀土纳米颗粒上转换荧光的变化，同时由于稀土纳米颗粒窄的尖峰发射带、大的斯托克斯位移和高光稳定性等优点，将半胱氨酸有机荧光探针与稀土上转换纳米颗粒结合，从而实现对Cys的高灵敏度上转换发光检测。因此，本发明所制备的稀土复合纳米材料可以作为荧光探针，实现从NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶(供体)到有机荧光探针(受体)的发光共振能量转移(LRET)使上转换发光的强度变化，达到对半胱氨酸的快速、灵敏和特异性检测。
本发明利用稀土上转换纳米粒子(NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶)的反斯托克斯位移近红外激发光的背景干扰低、窄的尖峰发射带、大的斯托克斯位移、高光稳定性和穿透能力强等优势，将其与有机荧光探针结合，能够实现低背景(在980nm激发光条件下，几乎没有背景荧光干扰)和专一性上转换发光检测半胱氨酸。
附图说明
图1为实施例1中不同产物的扫描电镜图，(A)为Core的SEM图，(B)为UCNP的SEM图，(C)为UCNP-PEG的SEM图，(D)为UCNP-PEG-NOF1的SEM图；
图2为实施例1中产物Core、UCNP、UCNP-PEG和UCNP-PEG-NOF1的红外光谱图；
图3为实施例1中产物Core、UCNP、UCNP-PEG和UCNP-PEG-NOF1的XRD图；
图4为实施例1中产物Core、UCNP、UCNP-PEG和UCNP-PEG-NOF1在980nm激发下的上转换发光光谱图及对应的发光照片((A)为Core，(B)为UCNP，(C)为UCNP-PEG，(D)为UCNP-PEG-NOF1)；
图5为UCNP-PEG-NOF1加入200μM Cys后在660±20nm处发射峰面积随时间的变化图；
图6为UCNP-PEG-NOF1中加入不同浓度Cys的吸收光谱(A)和上转换发光光谱(B)；
图7为UCNP-PEG-NOF1响应不同浓度Cys在660±20nm处发射峰面积与Cys浓度的线性拟合曲线图；
图8为UCNP-PEG-NOF1选择性检测Cys的吸收光谱图(A)和上转换发光光谱图(B)；
图9为UCNP-PEG-NOF1选择性检测Cys上转换发光在660±20nm处发射峰面积柱状图。
具体实施方式
本发明提供了一种稀土复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
将NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶、两亲性共聚物和水混合，进行分散，得到纳米粒子分散液；所述两亲性共聚物为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基；
将所述纳米粒子分散液和有机荧光探针混合，进行自组装，得到稀土复合纳米材料。
在本发明中，若无特殊说明，所需材料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶、两亲性共聚物和水混合，进行分散，得到纳米粒子分散液；所述两亲性共聚物为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基。
在本发明中，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶(UCNP)优选为NaYF4:20％Yb,2％Er@NaYF4，所述Yb和Er的含量为原子含量。本发明对所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶的制备方法没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法制备即可。在本发明的实施例中，所述NaYF4:20％Yb,2％Er@NaYF4纳米晶的制备方法具体为：将0.78mmol Y(CF3COO)3、0.2mmol Yb(CF3COO)3、0.02mmol Er(CF3COO)3、1.0mmol Na(CF3COO)加入到100mL三颈烧瓶中，然后加入6mL油酸(OA)和15mL十八烯(1-ODE)，体系接通氮气以除去氧气，三颈烧瓶中加入搅拌子用加热套升温至120℃搅拌以除去低沸点溶剂，20min后溶液澄清，用油泵抽真空继续除去低沸点溶剂，30min后将反应体系升温至300℃反应60min，冷却至室温，加入10mL环己烷和乙醇(体积比1:1)，超声洗涤5min，搅拌离心，转速设为10000rpm，重复洗涤离心三次，将所得产物保存于6mL环己烷中，得到NaYF4:20％Yb,2％Er环己烷分散液；
称取1.0mmol Y(CF3COO)3、1.0mmol Na(CF3COO)加入到100mL三颈烧瓶中，然后加入6mL油酸(OA)和15mL1-十八烯(1-ODE)，所得体系接通氮气以除去氧气，三颈烧瓶中加入搅拌子并且用加热套升温120℃搅拌以除去低沸点溶剂，20min后溶液澄清，加入3mL上述所得NaYF4:20％Yb,2％Er环己烷分散液(50mg/mL)，将所得混合物加热至140℃除去环己烷和水，用油泵抽真空继续除去低沸点溶剂，30min后将反应体系迅速升温至300℃反应60min，然后冷却至室温；加入10mL环己烷和乙醇(体积比1:1)到产物中，超声洗涤5min，搅拌离心，转速设为10000rpm，洗涤离心重复三次，得到NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶(记为UCNP)，保存于环己烷中。
在本发明中，所述两亲性共聚物为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基(DSPE-PEG2000-NH2)；本发明对所述两亲性共聚物的来源没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶和两亲性共聚物的质量比优选为1:1；所述两亲性共聚物与水的用量比优选为5mg:1mL。
在本发明中，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶优选以溶液的形式使用。所用溶剂优选为环己烷，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶的溶液的浓度优选为10mg·mL-1。
在本发明中，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶、两亲性共聚物和水混合的过程优选为将两亲性共聚物溶于水，加入NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶的环己烷溶液，超声2min。
在本发明中，所述分散的温度优选为室温，时间优选为12h；所述分散优选在搅拌条件下进行，本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定，保证反应顺利进行即可。
完成所述分散后，本发明优选将所得产物离心分离，将所得沉淀用水洗涤两次后，分散于水中，得到纳米粒子(UCNP-PEG)分散液；所述纳米粒子(UCNP-PEG)分散液的浓度优选为6mg·mL-1。
得到纳米粒子分散液后，本发明将所述纳米粒子分散液和有机荧光探针混合，进行自组装，得到稀土复合纳米材料。
在本发明中，所述有机荧光探针(NOF1)优选具有式1所述结构：
在本发明中，所述有机荧光探针NOF1优选为现有技术(Yongquan Wu,etal.Development of near-infrared xanthene fluorescence probe for the highlyselective and sensitive detection of cysteine.Dyes and Pigments,2019,170,107563.)公开的有机荧光探针；具体的，按照如下反应式制备：
在本发明中，所述纳米粒子分散液中纳米粒子与有机荧光探针的质量比优选为6:5；所述有机荧光探针优选以溶液的形式使用，所述有机荧光探针的溶液所用溶剂优选为甲醇，所述有机荧光探针的溶液的浓度优选为5mg/mL。
在本发明中，所述纳米粒子分散液和有机荧光探针混合的过程优选为将NOF1溶于甲醇加入到圆底烧瓶中，滴入纳米粒子分散液中。
在本发明中，所述自组装的温度优选为室温，时间优选为12h；所述自组装优选在搅拌条件下进行，本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定，保证反应顺利进行即可。
完成所述自组装后，本发明优选将所得产物离心分离，将所得沉淀物水洗三次，得到稀土复合纳米材料，记为UCNP-PEG-NOF1。在本发明中，所述离心的转速优选为10000rpm，时间优选为10min；本发明通过离心分离除去游离的NOF1。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的稀土复合纳米材料，包括纳米粒子-有机荧光探针复合物，所述纳米粒子包括NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶以及包覆于所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶表面的两亲性共聚物。本发明所述稀土复合纳米材料中，纳米粒子与有机荧光探针物理复合，两亲性共聚物PEG通过疏水作用与纳米晶UCNP表面的油酸配体结合，在表面形成疏水腔，通过疏水作用将NOF1装入疏水腔中形成纳米粒子-有机荧光探针复合物，纳米粒子-有机荧光探针复合物一端带有亲水基团(两亲性共聚物带有的亲水基团)，可以使得纳米粒子-有机荧光探针复合物分散在水中，从而实现半胱氨酸的检测。
本发明提供了上述技术方案所述稀土复合纳米材料作为荧光探针在检测半胱氨酸中的应用。
本发明提供了一种半胱氨酸的检测方法，包括以下步骤：
将稀土复合纳米材料、待测样品、水和缓冲溶液混合，孵化后，将所得产物进行荧光检测；所述稀土复合纳米材料为上述技术方案所述稀土复合纳米材料。
本发明对所述待测样品的种类和来源没有特殊的限定，需要检测是否含有半胱氨酸以及半胱氨酸含量的样品均可。
在本发明中，所述稀土复合纳米材料、待测样品、水和缓冲溶液混合的过程优选为将稀土复合纳米材料溶于水，将待测样品溶于水，分别得到稀土复合纳米材料水溶液、缓冲溶液和待测样品水溶液，向缓冲溶液中加入稀土复合纳米材料水溶液和待测样品水溶液；所述缓冲溶液优选为含50％DMSO(v/v)的PBS(pH＝7.4)溶液。
本发明对所述稀土复合纳米材料和待测样品的用量比没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可，在本发明的应用例中，以半胱氨酸作为待测样品，所述稀土复合纳米材料与半胱氨酸的用量比具体为2mg:0.0004mmol；本发明对所述缓冲溶液的用量没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述孵化的温度优选为37℃，时间优选为10～15min。
在本发明中，所述荧光检测的激发波长优选为980nm，发射波长优选为450～750nm。
在本发明中，当所述待测样品中不含有半胱氨酸时，荧光发光强，当所述待测样品中含有半胱氨酸时，荧光强度减弱。
本发明所述半胱氨酸的检测方法能够定量检测半胱氨酸，具体方法为以半胱氨酸标准品建立半胱氨酸浓度-峰面积线性拟合标准曲线；将待测样品按照上述检测方法进行荧光检测，将所得产物在660±20nm处的发射峰面积代入半胱氨酸浓度-峰面积线性拟合标准曲线方程中，得到待测样品对应的Cys浓度。本发明对所述建立半胱氨酸浓度-峰面积线性拟合标准曲线的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可，具体过程参见图7。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
NaYF4:20％Yb,2％Er(Core)的合成：将0.78mmolY(CF3COO)3、0.2mmol Yb(CF3COO)3、0.02mmol Er(CF3COO)3、1.0mmol Na(CF3COO)加入到100mL三颈烧瓶中，然后加入6mL油酸(OA)和15mL十八烯(1-ODE)，体系接通氮气以除去氧气，三颈烧瓶中加入搅拌子用加热套升温至120℃搅拌以除去低沸点溶剂，20min后溶液澄清，用油泵抽真空继续除去低沸点溶剂，30min后将反应体系升温至300℃反应60min，冷却至室温，加入10mL环己烷和乙醇(体积比1:1)，超声洗涤5min，搅拌离心，转速设为10000rpm，重复洗涤离心三次，将所得产物保存于6mL环己烷中，得到NaYF4:20％Yb,2％Er环己烷分散液；
NaYF4:20％Yb,2％Er@NaYF4(UCNP)的合成：称取1.0mmol Y(CF3COO)3、1.0mmol Na(CF3COO)加入到100mL三颈烧瓶中，然后加入6mL油酸(OA)和15mL1-十八烯(1-ODE)，所得体系接通氮气以除去氧气，三颈烧瓶中加入搅拌子并且用加热套升温120℃搅拌以除去低沸点溶剂，20min后溶液澄清，加入3mL上述所得NaYF4:20％Yb,2％Er环己烷分散液(50mg/mL)，将所得混合物加热至140℃除去环己烷和水，用油泵抽真空继续除去低沸点溶剂，30min后将反应体系迅速升温至300℃反应60min，然后冷却至室温；加入10mL环己烷和乙醇(体积比1:1)到产物中，超声洗涤5min，搅拌离心，转速设为10000rpm，洗涤离心重复三次，得到NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶，保存于6mL环己烷中，得到浓度为10mg·mL-1的UCNP溶液；
UCNP-PEG的合成：将市售的5mg二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基(DSPE-PEG2000-NH2)溶于1mL去离子水中，加入500μL浓度为10mg·mL-1的UCNP溶液，超声2min，室温搅拌12h，离心分离，所得沉淀用去离子水洗涤两次，分散在去离子水中，得到纳米粒子UCNP-PEG分散液，浓度为6mg·mL-1；
NOF1的组装：将5mg NOF1溶于1mL甲醇，加入到圆底烧瓶中，滴入2mL浓度为6mg·mL-1的UCNP-PEG分散液中，搅拌12h，在10000rpm下离心10min除去游离的NOF1，所得沉淀物用去离子水洗三次，得到UCNP-PEG-NOF1，分散在2mL去离子水中，在4℃下保存。
表征及性能测试
1)图1为实施例1中不同产物的扫描电镜图；其中，(A)为Core的扫描电镜图，可以看出，所合成的Core尺寸均匀、形貌良好；(B)为UCNP的扫描电镜图，可以看出，所合成的UCNP尺寸均匀、形貌良好，比合成的Core尺寸大，说明壳结构包裹成功；(C)为UCNP-PEG的扫描电镜图，可以看出所合成的UCNP-PEG尺寸均匀、形貌良好；(D)为UCNP-PEG-NOF1的扫描电镜图，可看出所合成的UCNP-PEG-NOF1尺寸均匀、形貌良好。
2)图2为实施例1中不同产物的红外光谱数据，从图2可知，UCNP-PEG-NOF1与NOF1有相近的伸缩振动峰1761.6cm-1和1762.6cm-1，是由NOF1中的C＝O伸缩振动引起的，说明NOF1连接成功。
3)图3为实施例1中不同产物的XRD图，如图3所示，所合成的纳米粒子的衍射峰可以与标准卡片27-0688的衍射峰相对应，说明所合成的纳米粒子为纯相。
4)在石英比色皿中加入1950μL环己烷，再加入50μL浓度为10mg/mL的Core环己烷分散液，在980nm激发下，收集450～750nm的上转换发光光谱，UCNP光谱用同样的方法测得；取另一个石英比色皿，加入1950μL去离子水，再加入50μL浓度为10mg/mL的UCNP-PEG水分散液，在980nm激发下，收集450～750nm的上转换发光光谱，UCNP-PEG-NOF1光谱用同样的方法测得，所得结果见图4；图4为实施例1中不同产物在980nm激光激发下的上转换发光光谱及对应的发光照片((A)为Core，(B)为UCNP，(C)为UCNP-PEG，(D)为UCNP-PEG-NOF1)，从图4可以看出，所合成的纳米粒子发光较强。
应用例1
将实施例1制备的UCNP-PEG-NOF1用于检测Cys：将1760μL含50％DMSO(v/v)的PBS(pH＝7.4)混合溶液添加到2mL样品管中，再加入200μL实施例1获得的UCNP-PEG-NOF1水溶液(调整浓度为10mg/mL)，然后加入40μL浓度为10mM的Cys水溶液，将所得混合溶液置于37℃孵化15min，将所得待测液置于石英比色皿中进行紫外吸收光谱测试和上转换发光光谱测试。
测试例1
UCNP-PEG-NOF1检测Cys上转换发光强度随时间的变化：将1760μL含50％DMSO(v/v)的PBS(pH＝7.4)混合溶液添加到2mL样品管中，再加入200μL实施例1获得的UCNP-PEG-NOF1水溶液(调整浓度为10mg/mL)，然后加入40μL浓度为10mM的Cys水溶液，将所得混合溶液置于37℃孵化不同时间(0～16min)，进行上转换发光强度随时间变化测试，所得结果见图5。由图5可知，加入200μM Cys水溶液后，发光强度随时间增加而减弱，在15min时发光强度达到平衡。
测试例2
UCNP-PEG-NOF1用于不同浓度Cys的吸收和发光滴定实验：将含50％DMSO(v/v)的PBS(pH＝7.4)混合溶液添加到2mL样品管中，再加入200μL UCNP-PEG-NOF1水溶液(调整浓度为10mg/mL)，随后分别加入0、2、4、8、10、12、18、22、26、30、32、34μL浓度为10mM的Cys水溶液，混合溶液共2mL，将混合溶液置于37℃孵化15min，将所得待测液置于石英比色皿中进行紫外吸收光谱测试和上转换发光光谱测试，所得结果见图6。图6为UCNP-PEG-NOF1中加入不同浓度Cys的吸收光谱(A)和上转换发光光谱(B)，由图6中(A)可知，随着加入Cys浓度的增加，复合体系的最大吸收波长从550nm红移到670nm，吸收强度逐渐增强，说明UCNP-PEG-NOF1对Cys有很好的响应，反应灵敏。由图6中(B)可知，复合体系在640～680nm的上转换发光发光强度逐渐减弱，也说明UCNP-PEG-NOF1对Cys有很好的响应，插图为UCNP-PEG-NOF1响应Cys前后的颜色变化照片，能够明显观察到颜色由淡紫色变为蓝色，也可以说明UCNP-PEG-NOF1对Cys有很好的响应。
图7为UCNP-PEG-NOF1响应不同浓度Cys水溶液(10、20、40、50、60、90、110、130、150、160、170μM)的660±20nm处发射峰面积与Cys浓度的线性拟合曲线，由图7可知，当Cys浓度在10～170.0μmol/L范围内，待测液的荧光强度与半胱氨酸浓度呈良好的线性关系(R2＝0.9661)，可采用公式Y＝-13516X+3×106表示，其中，Y为660±20nm处发射峰面积，X为Cys浓度的浓度，计算检出限为0.083μM。
测试例3
UCNP-PEG-NOF1对Cys的选择性测试：将1760μL含50％DMSO(v/v)的PBS(pH＝7.4)混合溶液分别添加到20个2mLPE管(1个空白，19个比较)中，再分别加入200μL UCNP-PEG-NOF1水溶液(浓度为10mg/mL)，随后向19个PE管中分别加入40μL浓度均为10mM的半胱氨酸(Cys)水溶液、谷胱甘肽(GSH)水溶液、高半胱氨酸(Hcy)水溶液、苯丙氨酸(Phe)水溶液、丙氨酸(Ala)水溶液、甘氨酸(Gly)水溶液、谷氨酸(Glu)水溶液、精氨酸(Arg)水溶液、赖氨酸(Lys)水溶液、络氨酸(Tyr)水溶液、脯氨酸(Pro)水溶液、色氨酸(Try)水溶液、丝氨酸(Ser)水溶液、苏氨酸(Thr)水溶液、天冬氨酸(Asp)水溶液、天冬酰胺(Asn)水溶液、缬氨酸(Val)水溶液、异亮氨酸(Ile)水溶液、组氨酸(His)水溶液，混合溶液共2mL，将所得混合溶液分别置于37℃孵化15min，将所得待测液置于石英比色皿中进行紫外吸收光谱测试和上转换发光光谱测试，所得结果见图8。
图8为UCNP-PEG-NOF1选择性检测Cys的吸收光谱图(A)和上转换发光光谱图(B)，由图8可知，当UCNP-PEG-NOF1溶液中加入不同的分析物时，只有Cys显示出明显的荧光变化，而加入其他干扰分析物时待测液的上转换荧光强度变化不大，这表明本发明提供的UCNP-PEG-NOF1对Cys检测具有高特异性，基本不受其他物质的干扰。
图9为UCNP-PEG-NOF1选择性检测Cys的上转换发光在660±20nm处发射峰面积柱状图，表明本发明提供的UCNP-PEG-NOF1对Cys检测具有高特异性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种稀土复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶、两亲性共聚物和水混合，进行分散，得到纳米粒子分散液；所述两亲性共聚物为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基；
将所述纳米粒子分散液和有机荧光探针混合，进行自组装，得到稀土复合纳米材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶为NaYF4:20％Yb,2％Er@NaYF4，所述Yb和Er的含量为原子含量。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶和两亲性共聚物的质量比为1:1；所述分散的温度为室温，时间为12h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机荧光探针具有式1所示结构：
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子分散液中纳米粒子与有机荧光探针的质量比为6:5；所述自组装的温度为室温，时间为12h。
6.权利要求1～5任一项所述制备方法制备得到的稀土复合纳米材料，其特征在于，包括纳米粒子-有机荧光探针复合物，所述纳米粒子包括NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶以及包覆于所述NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶表面的两亲性共聚物。
7.权利要求6所述稀土复合纳米材料作为荧光探针在检测半胱氨酸中的应用。
8.一种半胱氨酸的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将稀土复合纳米材料、待测样品、水和缓冲溶液混合，孵化后，将所得产物进行荧光检测；所述稀土复合纳米材料为权利要求6所述稀土复合纳米材料。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述孵化的温度为37℃，时间为10～15min。
10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述荧光检测的激发波长为980nm，发射波长为450～750nm。
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| CN109432445A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-08 | 深圳大学 | 酶基复合纳米探针及其制备方法和应用 |
| CN112444505A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种基于双激发比率型上转换荧光探针的胞内检测方法 |
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| 石爱平: "近红外氧杂蒽类荧光探针的设计、合成与生物成像应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》, 31 July 2020 (2020-07-31), pages 2 * |
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