CN116285961B - 荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法 - Google Patents
荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116285961B CN116285961B CN202310158104.4A CN202310158104A CN116285961B CN 116285961 B CN116285961 B CN 116285961B CN 202310158104 A CN202310158104 A CN 202310158104A CN 116285961 B CN116285961 B CN 116285961B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- nano gold
- gold cluster
- pbs
- glutathione
- 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
Links
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 91
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 107
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 claims abstract description 80
- 108010039918 Polylysine Proteins 0.000 claims abstract description 44
- 229920000656 polylysine Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 claims abstract description 40
- 229960003180 glutathione Drugs 0.000 claims abstract description 40
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 150000002343 gold Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 83
- RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N lead(2+) Chemical compound [Pb+2] RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 34
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 16
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 11
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims description 9
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 5
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 claims description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 4
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 metallurgy Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 230000003907 kidney function Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 230000003908 liver function Effects 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- 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
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
- C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
-
- 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"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明涉及荧光纳米金簇的制备方法及快速检测铅离子的方法。制备方法：⑴将氯金酸溶于去离子水中得氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于PBS得谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液溶于PBS得聚赖氨酸PBS溶液；⑵将氯金酸水溶液与聚赖氨酸PBS溶液混合，搅匀，滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5mL，溶液变酒红色，搅拌，溶液渐变成无色；⑶将步骤⑴所得溶液置于70℃油浴加热24h，紫外灯下观察其颜色；⑷反应得深棕色澄清溶液，取出冷却至室温，得纳米金簇原液；⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得纳米金簇冻干粉。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法。
背景技术
重金属污染主要来源于工业废水(冶金、化工、电镀、印染等工业污染物)，水体中的重金属进一步通过土壤吸收、农业灌溉，影响农产品质量安全。重金属污染已成为影响农业安全和人类健康的重大环境问题。因此，对环境中重金属离子的检测一直是备受关注的热点问题。铅离子(Pb2+)是重金属污染主要成分，铅污染的主要来源是汽油、铅蓄电池、铅冶炼原料、颜料、工业废水和气体排放等。少量的铅离子就会对人的肝肾功能、神经系统造成严重损伤。铅离子来源广泛且毒性大，因此，对环境中铅离子的检测具有重要意义。
传统的重金属离子检测方法，如色谱分析法、电化学法、原子吸收光谱法等，具有选择性强、精确度高的优点，但存在仪器昂贵、操作过程复杂、耗时、费用高、不易携带等缺陷，无法实现对样品的现场检测。因此，发展快速、便携、低成本的现场检测方法是监测环境中重金属迫切需要攻克的难题。
近年来，随着纳米科技的迅速发展，基于纳米材料构建的传感器在重金属离子快速检测领域受到了广泛关注，如比色传感器、荧光传感器、电化学传感器、生物传感器等。其中，贵金属纳米粒子因其良好的稳定性、生物相容性、表面可修饰等优点，被广泛应用于载药、传感、环境监测等领域。纳米金簇是直径小于3nm的金纳米粒子，它特有的尺寸效应使其表现出一些特殊的性质，如荧光特性。此外，纳米金簇的表面修饰配体可选择性广泛，使其具有多功能性。利用其荧光特性，人们构建了以纳米金簇为基础的荧光传感器。然而，目前大部分基于纳米金簇的荧光传感器存在检测流程复杂、抗干扰能力差、检测灵敏度低等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种具有良好稳定性、重复性及高灵敏度的检测铅离子的荧光纳米金簇及其制备方法。
本发明的技术解决方案是所述荧光纳米金簇的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到150～300mM的氯金酸水溶液，所述氯金酸水溶液的浓度为150～300mM；将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到100～250mM的谷胱甘肽PBS溶液，所述谷胱甘肽的浓度为100～250mM；将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，所述聚赖氨酸的分子量为35000～70000Da，浓度为2mg/mL；
⑵将1～3mL氯金酸水溶液与2～6mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，再逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5～4.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将步骤⑴所得溶液置于70℃油浴加热12～36小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2～3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
作为优选：所述纳米金簇以氯金酸为金源，以谷胱甘肽和聚赖氨酸为还原剂和包裹剂制得，直径为2-3nm，在紫外灯下可发出红色荧光。
作为优选：所述氯金酸、谷胱甘肽、聚赖氨酸的摩尔比为1：0.5～1.5：0.2～1.0。
作为优选：所述纳米金簇的荧光强度与铅离子浓度呈线性正相关，以所述纳米金簇为荧光探针，用荧光光谱仪对水溶液中铅离子进行定量检测；纳米金簇对铅离子的检测用荧光光谱仪的检出限为44nM；所述铅离子为Pb2+离子；纳米金簇在水溶液中与铅离子结合，产生聚集诱导荧光增强效应。
本发明的另一技术解决方案是所述快速检测铅离子的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴配制不同浓度的铅离子标准溶液，溶剂为去离子水；
⑵纳米金簇粉末用pH7.4的PBS配制成20mg/mL纳米金簇母液；
⑶用pH7.4的PBS稀释所述纳米金簇母液至浓度为1mg/mL的纳米金簇工作液；
⑷将纳米金簇工作液与不同浓度铅离子标准溶液混合，在1～20分钟内用荧光光谱仪对混合液的荧光强度进行测定；
⑸根据所述混合液的荧光强度与铅离子浓度绘制标准曲线，分别在铅离子浓度范围为0～1μM和15～40μM条件下得到两条标准曲线，分别为y1＝0.00165+0.11213x1，y2＝-4.57064+0.30332x2，式中y1、y2代表相对荧光强度，用(F-F0)/F0表示，其中：F为加入铅离子后纳米金簇的荧光强度，F0为加入空白样时纳米金簇的荧光强度，x1、x2代表铅离子标准溶液的浓度；
⑹根据公式：3×SD/K计算检出限；式中，SD为空白样品标准偏差，K为标准曲线斜率；铅离子浓度在0～1μM范围内检出限为44nM，铅离子浓度在15～40μM范围内检出限为0.48Μm；
⑺实际样品检测需将待测样品与所制备纳米金簇水溶液反应10分钟后，用荧光光谱仪测定荧光强度，测量结果代入标准曲线进行计算，得到实际样品中铅离子的浓度。
与现有技术相比，本发明的有益效果:
⑴本发明的纳米金簇具有稳定性好、适用pH范围广的优点，检测方法具有线性范围宽、相应灵敏、选择性高的优点。
⑵本发明所涉及的制备方法和检测方法工艺简单、操作简便、原料环保、成本低、检测速度快、灵敏度高，不涉及复杂操作和苛刻条件，所需成本低，可重复性好。适用于环境水样中铅离子的快速检测，具有广泛应用价值。
⑶本发明以谷胱甘肽和聚赖氨酸为还原剂和包裹剂，通过一步法制备成了荧光纳米金簇，制备方法简单，重复性好，所得纳米金簇具有良好的稳定性和水溶性，是一种理想的荧光探针。荧光纳米金簇表面丰富的官能团，如氨基、羧基，能够在铅离子的络合下形成聚集体，利用聚集诱导荧光增强效应，用荧光光谱仪实现对铅离子的定量检测，检出限低至44nM。
⑷本发明提供的铅离子检测方法具有操作简单、选择性好、抗干扰能力强、检测成本低的优点，为环境中铅离子的快速检测开辟了新途径。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇的透射电镜图；
图2为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇的荧光光谱图；
图3为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇与不同浓度铅离子共培养后测得的荧光光谱图；
图4为根据图3测得的荧光光谱图取最大荧光强度绘制的标准曲线，横坐标为铅离子浓度，纵坐标为不同铅离子浓度下的相对荧光强度；
图5为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇与不同金属离子共培养后的荧光强度柱状图。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
本发明实施例提供的一种荧光金纳米簇的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到150～300mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到100～250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为35000～70000Da；
⑵先将1～3mL氯金酸水溶液与2～6mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5～4.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热12～36小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
本发明实施例提供的一种荧光纳米金簇快速检测铅离子的方法，该方法包括以下步骤：
⑴配制不同浓度的铅离子标准溶液，溶剂为去离子水；
⑵所述纳米金簇粉末用pH7.4的PBS配制成20mg/mL纳米金簇母液；
⑶进一步地，用pH7.4的PBS稀释上述纳米金簇母液至浓度为1mg/mL的纳米金簇工作液；
⑷进一步地，将纳米金簇工作液与不同浓度铅离子标准溶液混合，在1～20分钟内用荧光光谱仪对混合液的荧光强度进行测定；
⑸进一步地，根据上述混合液的荧光强度与铅离子浓度绘制标准曲线，分别在铅离子浓度范围为0～1μM和15～40μM条件下得到两条标准曲线，分别为y1＝0.00165+0.11213x1，y2＝-4.57064+0.30332x2，其中y1、y2代表相对荧光强度，用(F-F0)/F0表示(F为加入铅离子后纳米金簇的荧光强度，F0为加入空白样时纳米金簇的荧光强度)，x1、x2代表铅离子标准溶液的浓度；
⑹根据公式3×SD/K计算检出限(SD为空白样品标准偏差，K为标准曲线斜率)，铅离子浓度在0～1μM范围内检出限为44nM，铅离子浓度在15～40μM范围内检出限为0.48Μm；
⑺实际样品检测需将待测样品与所制备纳米金簇水溶液反应10分钟后，用荧光光谱仪测定荧光强度，测量结果代入标准曲线进行计算，可以得到实际样品中铅离子的浓度。
实施例1
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到300mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为35000Da；
⑵先将1mL氯金酸水溶液与2mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热24小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤(4)所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实施例2
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到150mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为35000Da；
⑵先将1mL氯金酸水溶液与2mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热12小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实施例3
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到150mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到100mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为35000Da；
⑵先将1mL氯金酸水溶液与2mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热36小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤(4)所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实施例4
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到300mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为35000Da；
⑵先将2mL氯金酸水溶液与2mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液3mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热24小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑶所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实施例5
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到300mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为70000Da；
⑵先将3mL氯金酸水溶液与2mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液4.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热24小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实施例6
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到300mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为70000Da；
⑵先将1mL氯金酸水溶液与4mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热24小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实施例7
一种荧光纳米金簇的制备方法：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到300mM的氯金酸水溶液，将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到250mM的谷胱甘肽PBS溶液，将聚赖氨酸溶液pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，聚赖氨酸的分子量为70000Da；
⑵先将1mL氯金酸水溶液与6mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将上述混合液放入70℃油浴中加热24小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2-3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20℃储存备用。
实验例1：
对实施例1-7制备得到纳米金簇用透射电镜观察颗粒尺寸。观察到除了实施例3以外，其余实施例制得的纳米金簇形貌均匀，直径约为2-3nm，同时金簇分散性较好，说明所制备的纳米金簇具有较好的稳定性，不易团聚。
请参阅图1所示，为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇的透射电镜图。
实验例2：
将实施例1-7所制备的纳米金簇溶液置于365nm波长的紫外灯下观察，发现除实施例3以外，其余实施例制备得到的纳米金簇在紫外灯下均可发出肉眼可见的红色荧光。用荧光光谱仪对实施例1制得的纳米金簇进行检测，检测结果显示实施例1制得的纳米金簇最大激发波长为375nm，最大发射波长为640nm。
请参阅图2所示，为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇的荧光光谱仪。
实验例3：
用去离子水配制不同浓度的铅离子标准溶液，浓度为0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55μM；将实施例1制得的纳米金簇粉末用pH7.4的PBS配制成20mg/mL纳米金簇母液；进一步地，用pH7.4的PBS稀释上述纳米金簇母液至浓度为1mg/mL的纳米金簇工作液；进一步地，将纳米金簇工作液与不同浓度铅离子标准溶液混合，10分钟后用荧光光谱仪对混合液的荧光强度进行测定。结果显示，溶液的荧光强度随着铅离子浓度的增加而逐渐增强，并逐渐产生沉淀。用透射电镜观察加入不同浓度铅离子的纳米金簇形态，发现纳米金簇是在铅离子的诱导下发生了聚集，且聚集程度与铅离子浓度正相关。由此说明铅离子能够使纳米金簇发生聚集诱导荧光增强效应，为后续的铅离子定量检测奠定了基础。
请参阅图3所示，为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇与不同浓度铅离子共培养后测得的荧光光谱图。
实验例4：
根据实验例3测得的荧光强度与铅离子浓度绘制标准曲线，分别在铅离子浓度范围为0～1μM和15～40μM条件下得到两条标准曲线，分别为y1＝0.00165+0.11213x1，y2＝-4.57064+0.30332x2，其中y1、y2代表相对荧光强度，用(F-F0)/F0表示(F为加入铅离子后纳米金簇的荧光强度，F0为加入空白样时纳米金簇的荧光强度)，x1、x2代表铅离子标准溶液的浓度；根据公示3×SD/K计算检出限(SD为空白样品标准偏差，K为标准曲线斜率)，铅离子浓度在0～1μM范围内检出限为44nM，铅离子浓度在15～40μM范围内检出限为0.48Μm；
请参阅图4所示，为根据图3测得的荧光光谱图取最大荧光强度绘制的标准曲线，横坐标为铅离子浓度，纵坐标为不同铅离子浓度下的相对荧光强度。
实验例5：
对实施例1制备得到的纳米金簇检测铅离子的选择性进行考察，具体地，用去离子水配制干扰离子水溶液，浓度为40μM；将纳米金簇工作液分别与各干扰离子和铅离子溶液混合(40μM)，10分钟后用荧光光谱仪对混合液的荧光强度进行测定。结果显示，实施例1制备得到的纳米金簇对铅离子具有良好的选择性。
请参阅图5所示，为本发明实施例1中制备得到的纳米金簇与不同金属离子共培养后的荧光强度柱状图。
上述实施例中为注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂及仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种荧光纳米金簇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴将氯金酸溶于去离子水中得到150～300mM的氯金酸水溶液，所述氯金酸水溶液的浓度为150～300mM；将谷胱甘肽溶于pH7.4的PBS中得到100～250mM的谷胱甘肽PBS溶液，所述谷胱甘肽的浓度为100～250mM；将聚赖氨酸溶于pH7.4的PBS中得到2mg/mL的聚赖氨酸PBS溶液，所述聚赖氨酸的分子量为35000～70000Da，浓度为2mg/mL；
⑵将1～3mL氯金酸水溶液与2～6mL聚赖氨酸PBS溶液混合，室温下搅拌均匀后，再逐滴滴加谷胱甘肽PBS溶液1.5～4.5mL，溶液瞬间变成酒红色，室温下搅拌5～10分钟，溶液逐渐变成无色；
⑶将步骤⑴所得溶液置于70ºC油浴加热12～36小时，在紫外灯下观察溶液颜色；
⑷反应得到深棕色澄清溶液，取出后冷却至室温，得到纳米金簇原液；
⑸将步骤⑷所得纳米金簇原液用截留分子量3000的超滤离心管10000rpm离心20分钟，用去离子水重复洗涤2～3次，超滤管内溶液冷冻干燥，得到纳米金簇冻干粉，放入冰箱-20ºC储存备用。
2.根据权利要求1所述荧光纳米金簇的制备方法，其特征在于，所述纳米金簇以氯金酸为金源，以谷胱甘肽和聚赖氨酸为还原剂和包裹剂制得，直径为2-3nm，在紫外灯下可发出红色荧光。
3.根据权利要求1所述荧光纳米金簇的制备方法，其特征在于，所述氯金酸、谷胱甘肽、聚赖氨酸的摩尔比为1：0.5～1.5：0.2～1.0。
4.根据权利要求1所述荧光纳米金簇的制备方法，其特征在于，所述纳米金簇的荧光强度与铅离子浓度呈线性正相关，以所述纳米金簇为荧光探针，用荧光光谱仪对水溶液中铅离子进行定量检测；纳米金簇对铅离子的检测用荧光光谱仪的检出限为44nM；所述铅离子为Pb2+离子；纳米金簇在水溶液中与铅离子结合，产生聚集诱导荧光增强效应。
5.一种快速检测铅离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴配制不同浓度的铅离子标准溶液，溶剂为去离子水；
⑵根据权利要求1所述荧光纳米金簇的制备方法制得的纳米金簇粉末用pH7.4的PBS配制成20mg/mL纳米金簇母液；
⑶用pH7.4的PBS稀释所述纳米金簇母液至浓度为1mg/mL的纳米金簇工作液；
⑷将纳米金簇工作液与不同浓度铅离子标准溶液混合，在1～20分钟内用荧光光谱仪对混合液的荧光强度进行测定；
⑸根据所述混合液的荧光强度与铅离子浓度绘制标准曲线，分别在铅离子浓度范围为0～1μM和15～40μM条件下得到两条标准曲线，分别为y1=0.00165+0.11213x1，y2=-4.57064+0.30332x2，式中y1、y2代表相对荧光强度，用(F-F0)/F0表示，其中：F为加入铅离子后纳米金簇的荧光强度，F0为加入空白样时纳米金簇的荧光强度，x1、x2代表铅离子标准溶液的浓度；
⑹根据公式：3×SD/K计算检出限；式中，SD为空白样品标准偏差，K为标准曲线斜率；铅离子浓度在0～1μM范围内检出限为44nM，铅离子浓度在15～40μM范围内检出限为0.48Μm；
⑺实际样品检测需将待测样品与所制备纳米金簇水溶液反应10分钟后，用荧光光谱仪测定荧光强度，测量结果代入标准曲线进行计算，得到实际样品中铅离子的浓度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310158104.4A CN116285961B (zh) | 2023-02-23 | 2023-02-23 | 荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310158104.4A CN116285961B (zh) | 2023-02-23 | 2023-02-23 | 荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116285961A CN116285961A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116285961B true CN116285961B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=86800535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310158104.4A Active CN116285961B (zh) | 2023-02-23 | 2023-02-23 | 荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116285961B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117512716B (zh) * | 2024-01-04 | 2024-03-22 | 江苏苏大特种化学试剂有限公司 | 一种绿色可持续型无氰镀金镀液的制备及其电镀方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104101584A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-10-15 | 东南大学 | 金纳米簇作为谷胱甘肽荧光探针的应用 |
| CN107014787A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-08-04 | 盐城工学院 | 一种谷胱甘肽稳定的金纳米簇在检测半胱氨酸和赖氨酸含量中的应用 |
| KR20180080785A (ko) * | 2017-01-05 | 2018-07-13 | 성균관대학교산학협력단 | 금 나노클러스터 함유 양친성 고분자 나노조립체 기반 광열 및 광역학 치료용 약물 전달체 및 이의 제조 방법 |
| CN110736724A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-01-31 | 厦门大学 | 一种还原型谷胱甘肽的检测方法 |
| CN111504961A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-08-07 | 南昌大学 | 一种基于谷胱甘肽金纳米簇的荧光传感器及其应用 |
| WO2022032871A1 (zh) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | 苏州大学 | 红外ii区荧光金纳米团簇及其制备和应用 |
| CN114951683A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 深圳技术大学 | 金纳米簇的合成方法及其六价铬离子的检测方法 |
-
2023
- 2023-02-23 CN CN202310158104.4A patent/CN116285961B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104101584A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-10-15 | 东南大学 | 金纳米簇作为谷胱甘肽荧光探针的应用 |
| CN107014787A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-08-04 | 盐城工学院 | 一种谷胱甘肽稳定的金纳米簇在检测半胱氨酸和赖氨酸含量中的应用 |
| KR20180080785A (ko) * | 2017-01-05 | 2018-07-13 | 성균관대학교산학협력단 | 금 나노클러스터 함유 양친성 고분자 나노조립체 기반 광열 및 광역학 치료용 약물 전달체 및 이의 제조 방법 |
| CN110736724A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-01-31 | 厦门大学 | 一种还原型谷胱甘肽的检测方法 |
| CN111504961A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-08-07 | 南昌大学 | 一种基于谷胱甘肽金纳米簇的荧光传感器及其应用 |
| WO2022032871A1 (zh) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | 苏州大学 | 红外ii区荧光金纳米团簇及其制备和应用 |
| CN114951683A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 深圳技术大学 | 金纳米簇的合成方法及其六价铬离子的检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 金纳米材料光学传感快速检测方法研究要点初探;陈丽琼等;《材料导报》;第35卷;第19099-19115页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116285961A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Han et al. | A dual-response ratiometric fluorescent sensor by europium-doped CdTe quantum dots for visual and colorimetric detection of tetracycline | |
| Xu et al. | Terbium ion-coordinated carbon dots for fluorescent aptasensing of adenosine 5′-triphosphate with unmodified gold nanoparticles | |
| CN111171806B (zh) | 一种基于上转换纳米材料的分子印迹比率型荧光探针的制备方法及其应用 | |
| CN109799217B (zh) | 一种基于碲化镉量子点与铕离子复合体系的高灵敏度比率荧光探针及其制备方法和应用 | |
| Ye et al. | Preparation of europium complex-conjugated carbon dots for ratiometric fluorescence detection of copper (II) ions | |
| CN110018141A (zh) | 一种检测汞离子的比率荧光分析方法 | |
| Li et al. | Large-scale direct pyrolysis synthesis of excitation-independent carbon dots and analysis of ferric (III) ion sensing mechanism | |
| Liu et al. | Highly selective, colorimetric detection of Hg2+ based on three color changes of AuNPs solution from red through sandy beige to celandine green | |
| CN116285961B (zh) | 荧光纳米金簇的制备方法及其快速检测铅离子的方法 | |
| Wang et al. | Carbon quantum dots prepared by pyrolysis: investigation of the luminescence mechanism and application as fluorescent probes | |
| Dong et al. | Polymerizing dopamine onto Q-graphene scaffolds towards the fluorescent nanocomposites with high aqueous stability and enhanced fluorescence for the fluorescence analysis and imaging of copper ions | |
| CN108949171B (zh) | 一种稀土碳纳米粒子及其制备方法和基于荧光色度测定pH值的应用 | |
| Kong et al. | Colorimetric method for the detection of mercury ions based on gold nanoparticles and mercaptophenyl boronic acid | |
| Feng et al. | Dual-modal light scattering and fluorometric detection of lead ion by stimuli-responsive aggregation of BSA-stabilized copper nanoclusters | |
| Yan et al. | Ratiometric fluorescent nanoprobes based on Resonance Rayleigh Scattering and inner filter effect for detecting alizarin red and Pb2+ | |
| CN109324029B (zh) | 基于谷胱甘肽功能化的金纳米团簇探针检测三聚氰胺浓度的方法 | |
| Kamruzzaman et al. | Enhanced luminescence of lanthanide complexes by silver nanoparticles for ciprofloxacin determination | |
| Huang et al. | Aqueous synthesis of CdTe quantum dots by hydride generation for visual detection of silver on quantum dot immobilized paper | |
| Ao et al. | Coordinate bonding-induced emission of gold-glutathione complex for sensitive detection of aluminum species | |
| Meng et al. | Design of polarity-dependence orange emission multifunctional carbon dots for water detection and anti-counterfeiting | |
| Zhang et al. | Selective and sensitive detection of Fe3+ ion in drinking water using L-glutathione stabilized red fluorescent gold nanoclusters | |
| CN114534711A (zh) | 一种重金属Al3+的快速检测试剂盒及其应用 | |
| CN107228851B (zh) | 一种异硫氰酸荧光素修饰的聚多巴胺复合材料制备及应用 | |
| Li et al. | Catalyst metal ions and luminol bifunctionalized gold nanoparticles: Unique chemiluminescence property for Cu (II) monitoring | |
| Liu et al. | Cyanine dye-assembled composite upconversion nanoparticles for the sensing and cell imaging of nitrite based on a single particle imaging method |
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 |