[发明专利]一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种银纳米簇，特别涉及一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法。 

背景技术

环境问题是人们新世纪最为关注话题之一，而水污染又是环境污染急需解决的重要问题。水中污染最多就是重金属的危害，重金属汞在自然界以无机汞或有机汞的形式存在，通过生物链的积累，汞金属可以在生物体内富集。汞及其化合物对人体的损害与进入体内的汞量有关。汞对人体的危害主要累及中枢神经系统、消化系统及肾脏，此外对呼吸系统、皮肤、血液及眼睛也有一定的影响。美国和欧洲对饮用水中汞的含量要求极低，必须达到纳摩尔级别。 

在过去的几十年中，人们已经建立了许多用于定量测定Hg²⁺的方法，包括电化学方法、原子发射光谱法、冷原子吸收光谱法、比色法、电感耦合等离子体质谱法和原子荧光光谱法。这些方法相对费力、费时、费用昂贵和需要多步的样品处理。 

分子荧光法以其高灵敏性与高选择性及无需任何昂贵的仪器等优点而受到人们的关注。但是，它需要专门的机构精心设计、合成和纯化，导致成本高，因此无法用于常规应用。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中检测Hg²⁺用的银纳米簇制备不方便、成本过高的问题，而提出了一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法，其具有简单、成本低、绿色可靠的优点。 

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法，其特征在于，该方法是以具备胞嘧啶和鸟嘌呤的单链DNA为模板，与Ag⁺溶液混合后，添加还原剂还原后制得带荧光的银纳米簇。相对于碱基腺嘌呤和胸腺嘧啶来说，胞嘧啶和鸟嘌呤与Ag⁺有更强的亲和力。 

在上述的一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法中，所述方法的具体步骤包括： 

a、分别取一定量的单链DNA和Ag⁺溶液，加入到缓冲溶液中进行混合，混合后等待一定时间再进入步骤b； 

b、向步骤a中的混合溶液中加入还原剂，还原得到水溶性荧光银纳米簇产物。 

步骤a中，混合后等待一定时间再进入步骤b的原因是：一方面是为了混合充分，另一方面是让它在冰浴条件下充分冷却，从而在NaBH₄还原Ag⁺的反应速度减慢，防止生成太大颗粒的Ag。 

在上述的一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法中，所述的单链DNA为聚肌苷酸（PI）或聚胞苷酸（PC）。 

在上述的一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法中，所述的反应是在冰浴条件下进行的。 

在上述的一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法中，所述的缓冲溶液为醋酸铵和醋酸组成的混合溶液。可防止形成的银纳米簇团聚。 

在上述的一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法中，所述银纳米簇的直径小于5nm。 

在上述的一种以单链DNA为模板合成银纳米簇的方法中，所述的还原剂为硼氢化钠。 

与现有技术相比，本发明中，我们以市售的聚肌苷酸（PI）和聚胞苷酸（PC）为模板建立了一种简单、低成本、绿色、可靠的方法来合成银纳米簇。荧光利用，如聚肌苷酸和胞苷酸合成荧 光银纳米晶，不需要特殊的设计和预处理。这种新型的银纳米簇有着优良的选择性和灵敏度，可应用于检测Hg²⁺，对于监测水中污染物质是可行的并有着未来发展前景。 

附图说明

图1.聚肌苷酸（A）和聚胞苷酸（B）的结构式。 

图2.合成Ag NCs的机理图。 

图3.（A）PI-Ag NCs在不同的反应时间下的紫外吸收图（曲线a-k：10,20,30,40,50,60,70,及80分钟）；（B）PC-AgNCs在不同的反应时间下的紫外吸收图（曲线a-k：5,10,25,35,50,65,90,170,230,350,and1250分钟）；（C）PI-Ag NCs（a）和PC-Ag NCs（b）相应的荧光光谱随时间的变化；插图：不加NaBH4时的紫外吸收光谱图。 

图4.PI-Ag NCs（A）和PC-Ag NCs（B）的荧光激发发射光谱图。 

图5.PI-Ag NCs（a）与PC-Ag NCs（b）的荧光寿命图。