[发明专利]6‑氮杂‑2‑硫代胸腺嘧啶‑金纳米团簇及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇荧光材料及其制备方法，属于纳米技术领域。

背景技术

原子簇化学是当前材料科学、有机金属化学等学科中最前沿的领域之一。所谓团簇，就是一类具有3个或3个以上原子直接键合而成的核心，外围包裹一层有机小分子的原子簇合物，又被称为单层保护团簇。近年来，金属纳米团簇，尤其是金纳米团簇（gold nanoclusters, AuNCs），作为一类新型的荧光纳米材料备受关注。由于其尺寸接近于电子的费米波长，连续的能态分裂为离散的能态，并出现类似分子的尺寸依赖效应。与小分子有机荧光染料和荧光蛋白相比，金纳米团簇材料用作荧光探针具有光物理性质好、比表面积大、表面易于修饰以及荧光性质可调等优点。因此在化合物检测、生物传感与成像、光电子学和纳米医学等领域有着广泛的应用前景。

金纳米团簇荧光材料的制备技术主要包括化学还原法、反相微乳液法、模板合成法、单分子层保护法和配体蚀刻法等。其中单分子层保护法是一种简易温和的团簇制备方法，该方法利用含一定官能团的小分子作为保护剂，在团簇表面形成保护层，从而稳定金纳米团簇，使其不易团聚。

本发明在无添加任何其他还原剂的条件下，以氯金酸、6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶为原料，利用单分子层保护法一步合成水溶性金纳米团簇。所制备得到的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇显示出强烈的绿色荧光，具有水溶性好、激发光谱宽等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无添加任何其他还原剂的条件下，以6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶为配体一步合成金纳米团簇荧光材料的方法以及6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明所述的一种6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的制备方法，其特征是包括如下步骤：将含有0.17~0.24 mol/L氢氧化钠的浓度为20~100 mmol/L的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶与浓度为10 mg/mL的氯金酸溶液混合均匀，室温下磁力搅拌10~100分钟，得到金纳米团簇水溶液，金纳米团簇荧光材料水溶液冷冻干燥后可得到金纳米团簇粉末。

所述的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的制备方法，其特征是未添加任何其他还原剂，6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶作为稳定剂和还原剂控制金纳米团簇的形成。

所述氯金酸和6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶溶液的混合体积比为1:1。

所用的氯金酸溶液的浓度为10 mg/mL，6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶溶液和氢氧化钠溶液的浓度分别为80 mmol/L和0.2 mol/L，反应时间为1小时。

本发明上述的方法制得的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇，其特征是6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶保护的金纳米团簇水溶液为黄色，紫外-可见光谱在410 nm和475 nm处有很强的吸收，在紫外灯照射下产生强烈的绿色荧光，最大激发波长和发射波长分别为472 nm和528 nm，量子产率为1.8%，荧光寿命为13 ns。

上述6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶保护的金纳米团簇的平均粒径为1.98±0.29 nm。

上述6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶保护的金纳米团簇水溶液置于4 ℃暗处放置2个月无沉降物出现，荧光强度及最大发射峰位置基本保持不变。

上述所得到的金纳米团簇溶液冷冻干燥后得到粉末，取所得粉末进行X射线光电子能谱测定，结果显示金的4f_7/2峰位于84.5 eV，表明金纳米团簇中金的价态以0价和+1价方式共存。

所得到的金纳米团簇溶液进行能量散射X射线能谱测试，结果表明产物中含有金元素。

本发明上述的金纳米团簇荧光材料的具体制备方法为：

以下过程中使用的所有玻璃器皿均经过王水浸泡，并用双蒸水彻底清洗，晾干。金纳米团簇荧光材料的制备如下：浓度为80 mmol/L的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶（含0.2 mol/L氢氧化钠）与浓度为10 mg/mL的氯金酸溶液按1:1比例混合均匀，室温下磁力搅拌1小时，得到6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇。所得的金纳米团簇为黄色液体，紫外灯照射下有强烈的绿色荧光。

本发明的优点：

（1）本发明在无添加任何其他还原剂的条件下，以6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶为配体一步合成水溶性金纳米团簇荧光材料，具有制备快速、简单、环保的优点。

（2）本发明所制备的金纳米团簇具有强烈的绿色荧光（最大发射波长为528 nm），激发光谱宽，水溶性好，稳定性高等特点。

附图说明