一種二價(jià)銅離子的比率熒光探針及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于二價(jià)銅離子檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種二價(jià)銅離子的比率熒光探針及其 制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 二價(jià)銅離子為人體內(nèi)第三大過渡金屬離子，對(duì)于許多生物反應(yīng)至關(guān)重要。然而，二 價(jià)銅離子含量過低或過高均會(huì)生物系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。因此，研發(fā)一種專一而敏感的二價(jià) 銅離子檢測(cè)方法具有重大意義?，F(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)方法具有操作復(fù)雜、需貴重設(shè)備和需要大 量檢測(cè)樣品等缺點(diǎn)。
[0003] 隨著研宄的深入，比率焚光探針（ratiometric fluorescence probe)日益受到 人們的重視。Zhu等人制備了基于碳量子點(diǎn)的比率熒光探針（A. Zhu，Q. Qu，X. Shao， B. Kong and Y. Tian, Angewandte Chemie, 2012，124，7297-7301. );Wang 等人制備 了核-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的CdTe/Silica/Au NCs雜合球體比率熒光探針（Y.-Q. Wang, T. Zhao, X. -W. He, W. -Y. Li and Y. -K. Zhang, Biosensors and Bioelectronics, 2014, 51， 40-46. )〇
[0004] 然而，現(xiàn)有技術(shù)的比率熒光探針對(duì)二價(jià)銅離子檢測(cè)的檢測(cè)限最好只能達(dá)到 4. I X IO7 M，還不能很好的滿足高精度的檢測(cè)。
[0005] 因此，亟待開發(fā)一種高精度的二價(jià)銅離子的檢測(cè)探針。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的之一在于提供一種二價(jià)銅離子的比率熒光探 針的制備方法，該包括如下步驟： 1) 合成碲化鎘量子點(diǎn)：在惰性氣體氛圍下，將碲粉和NaBH4于水中攪拌，再加入pH 為10的CdCldP TGA的混合溶液中反應(yīng)，控制反應(yīng)產(chǎn)物中Cd2+: TGA: Te2_的摩爾比為 1:2. 5:0. 5 ； 2) 合成氨基修飾的碳量子點(diǎn)：對(duì)濃度為0. 04g/ml的檸檬酸水溶液進(jìn)行高溫處理后進(jìn) 行離心，取上清液，按體積比1:36-50的比例將上清液與氫氧化銨混合并進(jìn)行高溫處理，降 至室溫后加入丙酮，再進(jìn)行離心，取上清并置于真空干燥箱將丙酮揮發(fā)； 3) 摻雜Si02m米顆粒的藍(lán)色熒光碳量子點(diǎn)的合成：將步驟2)所得物與0. 5% (W/V)的 殼聚糖溶液混合后加入到環(huán)己烷、Triton X-100、正己醇的混合溶液中攪拌至少30 min， 再加入氨水和TEOS在室溫下繼續(xù)攪拌23-25 h，然后加入APTES進(jìn)行攪拌11-13 h，之后 加入丙酮終止反應(yīng)，離心后利用乙醇和水清洗，得到摻雜SiO2納米顆粒的藍(lán)色熒光碳量子 點(diǎn)；所述步驟2)所得物、0.5 % (W/V)的殼聚糖溶液、環(huán)己烷、Triton X-100、正己醇、氨水、 TE0S、APTES 的體積比為 5:1:750:177:180:5:6:3 ; 4) 將步驟1)所得物和步驟3)所得物，按lmg: 15ml的比例分散于MES緩沖液中，之后 向MES緩沖液加入EDC和NHS的混合溶液，然而于室溫避光攪拌，離心并用去離子水清洗后 即得所述探針；所述EDC和NHS的混合溶液中EDC與NHS的比例為（I : I v/v)，濃度為I mg/ml ;所述EDC和NHS的混合溶液與MES的體積比為1:20。
[0007] 發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)摸索，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的探針通過利用碲化鎘量子點(diǎn)表面的羧 基基團(tuán)對(duì)銅離子進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)(羧基基團(tuán)來自于巰基乙酸，巰基乙酸作為碲化鎘表面配體 及穩(wěn)定劑)，致使極少量的銅接觸羧基就會(huì)破壞其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明探針對(duì)銅有令人驚 奇的顯著低的檢測(cè)限。
[0008] 步驟1)所述惰性氣體為氬氣。
[0009] 優(yōu)選的，步驟2)中所處高溫處理為：溫度為200 °C，處理時(shí)間為5 h。
[0010] 在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，溫度從低到高，碳量子點(diǎn)產(chǎn)率從低到高，當(dāng)量子點(diǎn)產(chǎn)率達(dá)到一 定值后，其熒光強(qiáng)度由于量子點(diǎn)濃度的增加而相互猝滅，因此隨著溫度的增加，熒光強(qiáng)度先 變高后變低；時(shí)間的影響與溫度相似，時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)率越高，同時(shí)熒光強(qiáng)度先變高后變低，基 于此現(xiàn)象，高溫處理時(shí)，溫度為200度，時(shí)間為5小時(shí)時(shí)，效果最佳。
[0011] 本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供由上述方法制備的二價(jià)銅離子的比率熒光探針，該 探針包括含有碲化鎘量子點(diǎn)、氨基修飾的碳量子點(diǎn)的納米粒子，具有核-衛(wèi)星雜化球體結(jié) 構(gòu)。
[0012] 本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供利用上述探針在檢測(cè)二價(jià)銅離子上的應(yīng)用。根據(jù)權(quán) 利要求3所述的探針在檢測(cè)二價(jià)銅離子上的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用的方法包括步驟： 1) 制備探針溶液，濃度為I mg/ml ; 2) 利用火焰原子吸收方法、化學(xué)方法、熒光分光光度法中的一種方法進(jìn)行檢測(cè)。
[0013] 具體的優(yōu)選的，該應(yīng)用包括如下步驟： 1) 將I. 5 ml的探針溶液加入分光光度計(jì)石英皿中； 2) 加入I. 5 ml已知濃度的待測(cè)物PBS溶液；探針溶液濃度為I mg/ml 3) 檢測(cè)時(shí)，激發(fā)波長(zhǎng)為365 nm。
[0014] 本發(fā)明的有益效果： 1、 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的探針的檢測(cè)專一性強(qiáng)，檢測(cè)限十分優(yōu)秀，僅為L(zhǎng)OXlO7M ； 2、 本發(fā)明探針的制備方法簡(jiǎn)單，所用原料易得； 3、 本發(fā)明對(duì)二價(jià)銅離子的檢測(cè)，步驟簡(jiǎn)單、無需昂貴設(shè)備、所需檢測(cè)樣品量小。
【附圖說明】
[0015] 圖 1 為 TEM 圖，其中，（A)為 CQDs @ Si02 (未引入 CdTe QDs)的 TEM 圖，（B)為 CQDs @ Si02@ CdTe (本發(fā)明探針）的TEM圖； 圖2為CQDs @ Si02和CQDs @ Si02@ CdTe的紅外光譜圖，其中，wavenumber意為"波 數(shù)"，transmition意為"透光度"； 圖3為紫外-可見光譜圖，其中hybrid spheres為本發(fā)明探針； 圖4中，（a)為本發(fā)明探針溶液（I )、CQDs @ Si02溶液（II)和CdTe QDs溶液(III)在 陽光下的效果圖，（b)為發(fā)明探針溶液（I )、CQDs @ Si02溶液（II)和CdTe QDs溶液(III) 在紫外燈下的效果圖，（c)為發(fā)明探針（I )、CQDs @ Si02 (II)和CdTe QDs (ΠΙ)的PL發(fā) 射光譜圖，其中wavelength意為"波長(zhǎng)"，F(xiàn)luorescence intensity意為"焚光強(qiáng)度"； 圖5為本發(fā)明探針在不同Cu2+濃度下的熒光圖譜（λ m=365 nm); 圖6為F441 nm/F605 nm與Cu2+濃度的相關(guān)度結(jié)果圖； 圖7為本發(fā)明對(duì)不同金屬離子的熒光檢測(cè)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只是用 于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練 人員根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
所做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017] 實(shí)施例1 1) 合成碲化鎘量子點(diǎn)：在惰性氣體氛圍(氬氣)下，將碲粉和NaBH4于水中攪拌，再加入 pH為10的CdClJP TGA的混合溶液中反應(yīng)，控制反應(yīng)產(chǎn)物中Cd2 +: TGA: Te2_的摩爾比為 1:2. 5:0. 5 ； 2) 合成氨基修飾的碳量子點(diǎn)：對(duì)濃度為0. 04g/ml的檸檬酸水溶液進(jìn)行高溫處理后進(jìn) 行離心，取上清液，按體積比1:48的比例將上清液與氫氧化銨混合并進(jìn)行高溫處理，降至 室溫后加入丙酮，再進(jìn)行離心，取上清并置于真空干燥箱將丙酮揮發(fā)； 3) 摻雜Si02m米顆粒的藍(lán)色熒光碳量子點(diǎn)的合成：將步驟2)所得物與0. 5% (W/V)的 殼聚糖溶液混合后加入到環(huán)己烷、Triton X-100、正己醇的混合溶液中攪拌30 min，再加 入氨水和TEOS在室溫下繼續(xù)攪拌24 h，然后加入APTES進(jìn)行攪拌12 h，之后加入丙酮終 止反應(yīng)，離心后利用乙醇和水清洗，得到摻雜SiO2納米顆粒的藍(lán)色熒光碳量子點(diǎn)；所述步驟 2)所得物、0. 5 % (W/V)的殼聚糖溶液、環(huán)己烷、Triton X-100、正己醇、氨水、TE0S、APTES 的體積比為 5:1:750:177:180:5:6:3 ; 4) 將步驟1)所得物和步驟3)所得物，按lmg: 15ml比例分散于MES緩沖液中，之后向 MES緩沖液加入EDC和NHS的混合溶液，然而于室溫避光攪拌，離心并用去離子水清洗后即 得所述探針；所述EDC和NHS的混合溶液中EDC與NHS的比例為（I : I v/v)，濃度為I mg/ ml ;所述EDC和NHS的混合溶液與MES的體積比為1:20。
[0018] 實(shí)施例2 1) 合成碲化鎘量子點(diǎn)：在惰性氣體氛圍下(氬氣)，將碲粉和NaBH4于水中攪拌，再加入 pH為10的CdClJP TGA的混合溶液中反應(yīng)，控制反應(yīng)產(chǎn)物中Cd2 +: TGA: Te2_的摩爾比為 1:2. 5:0. 5 ； 2) 合成氨基修飾的碳量子點(diǎn)：對(duì)濃度為0. 04g/ml的檸檬酸水溶液進(jìn)行高溫處理后進(jìn) 行離心，取上清液，按體積比1:36的比例將上清液與氫氧化銨混合并進(jìn)行高溫處理，降至 室溫后加入丙酮，再進(jìn)行離心，取上清并置于真空干燥箱將丙酮揮發(fā)； 3) 摻雜Si02m米顆粒的藍(lán)色熒光碳量子點(diǎn)的合成：將步驟2)所得物與0. 5% (W/V)的 殼聚糖溶液混合后加入到環(huán)己烷、Triton X-100、正己醇的混合溶液中攪拌40 min，再加 入氨水和TEOS在室溫下繼續(xù)攪拌23 h，然后加入APTES進(jìn)行攪拌11 h，之后加入丙酮終 止反應(yīng)，離心后利用乙醇和水清洗，得到摻雜SiO2納米顆粒的藍(lán)色熒光碳量子點(diǎn)；所述步驟 2)所得物、0. 5 % (W/V)的殼聚糖溶液、環(huán)己烷、Triton X-100、正己醇、氨水、TE0S、APTES 的體積比為 5:1:750:177:180:5:6:3 ; 4) 將步驟1)所得物和步驟3)所得物，按lmg: 15ml比例分散于MES緩沖液中，之后向 MES緩沖液加入EDC和NHS的混合溶液，然而于室溫避光攪拌，離心并用去離子水清洗后即 得所述探針；所述EDC和NHS的混合溶液中EDC與NHS的比例為（I : I v/v)，濃度為I mg/ ml ;所述EDC和NHS的混合溶液與MES的體積比為1:20。
[0019] 實(shí)施例3 1) 合成碲化鎘量子點(diǎn)：在惰性氣體氛圍下(氬氣)，將碲