[发明专利]金纳米簇的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种金纳米簇的制备方法及其应用。

背景技术

金纳米簇是由几个到几十个金原子组成的一种新型纳米材料，其尺寸和费尔米波长相当。他们超小的尺寸决定了他们的光学及化学性质与比其尺寸大的金纳米粒子有着显著的区别。因为金纳米簇的特殊电子，催化，光学性质，以及低毒，化学稳定性高，生物相容性好等特点，最近几年，金纳米簇一直是科学工作者研究的热点。目前，成功用于制备金纳米簇的模板有蛋白质、巯基化合物、DNA，和聚合物等。这些金纳米簇有着广阔的应用空间：检测，催化，生物标记和生物成像。

常见的生物分子有DNA，蛋白质和氨基酸，并且都已应用于金纳米簇的合成。DNA在合成不同尺寸的金纳米簇方面也有应用，不过其价格比较昂贵，而且所含的4个碱基只能A-T，C-G配对，限制了DNA的数量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的金纳米制备过程中所存在的上述问题，而提出了一种以多肽为模板，制备出特定最大波长金纳米簇的制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种金纳米簇的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

a、在反应容器中将多肽水溶液和HAuCl₄溶液进行混合，制成溶液A；

b、在溶液A中加入NaBH₄溶液进行还原，反应一定时间后，得到具有荧光的金纳米簇产物。通过调整反应条件，比如，多肽和氯金酸的比例、温度和还原剂的用量，制备出的金纳米簇的波长也随之变化。优化反应条件，该多肽对应金纳米簇的波长可达到最大值。

在上述的金纳米簇的制备方法中，所述的多肽为五肽（CALNN）、十六肽(DDCAGGEYDTFPYWDD)或六肽（CDDDDD）。这三种多肽都含有一个半胱氨酸残基。

在上述的金纳米簇的制备方法中，所述的十六肽(DDCAGGEYDTFPYWDD)或六肽（CDDDDD）中，加入NaBH₄前，还需添加NaOH调节PH。

在上述的金纳米簇的制备方法中，所述的五肽（CALNN）与AuCl₄^-的摩尔比为2：1。

在上述的金纳米簇的制备方法中，所述的十六肽(DDCAGGEYDTFPYWDD)与AuCl₄^-的摩尔比为2：1。

在上述的金纳米簇的制备方法中，所述的六肽（CDDDDD）与AuCl₄^-的摩尔比为1：1。

本发明还涉及如上述金纳米簇在汞离子检测中的应用。

应用方法包括将金纳米簇加入到反应皿中，并测量其荧光强度，接下来往反应皿中加入含Hg²⁺的溶液，充分混合，每隔一段时间观察溶液的荧光强度。若荧光被猝灭，则说明溶液中含有汞离子。

与现有技术相比，本发明通过不同的多肽为模版，硼氢化钠为还原剂，成功合成了一系列具有不同最大发射波长的金纳米簇。合成的金纳米簇具有：斯托克斯位移大，荧光寿命长，稳定性好等优点。并且，可将合成得到的金纳米簇用于检测水样中的汞离子（Hg²⁺），检测灵敏度高。

附图说明

图1是实施例1～3中三种多肽合成的金纳米簇的荧光图谱。

图2是实施例1～3中三种多肽合成的金纳米簇的紫外可见光谱。

图3是实施例1～3中三种多肽合成的金纳米簇的荧光寿命曲线图。

图4是实施例1中金纳米簇的TEM图。

图5是实施例2中金纳米簇的TEM图。

图6是实施例3中金纳米簇的TEM图。

图7是实施例1中汞离子响应曲线图。

图8是荧光强度随着汞离子浓度增大的变化曲线图。

图9是不同金属离子对金纳米簇荧光猝灭情况对比图。

图10是在不同温度条件下，实施例1合成金纳米簇的荧光光谱图。

图11是P1与AuCl₄^-不同摩尔比条件下，所合成金纳米簇的荧光光谱图。

图12是在不同温度条件下，实施例2合成金纳米簇的荧光光谱图。

图13是P2与AuCl₄^-不同摩尔比条件下，所合成金纳米簇的荧光光谱图。

图14是在不同温度条件下，实施例3合成金纳米簇的荧光光谱图。