[发明专利]用于可视化检测汞离子的比率型荧光探针及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可视化检测汞离子的比率型荧光探针，探针由牛血清白蛋白包裹的金纳米团簇和荧光素组成，其荧光发射波长为500‑550nm和620‑660nm。制备方法为将氯金酸加入到BSA溶液中，再加入氢氧化钠溶液调节其pH值为碱性，将溶液置于水浴锅中在35‑40摄氏度的温度下反应10‑15小时后，将得到的溶液与荧光素溶液混合，即得双波长发射的比率型荧光探针溶液。该探针为可视化颜色效果明显的定量检测汞离子方法，且合成过程简单、检测过程快速准确。

技术领域

本发明属于汞离子检测技术领域，具体涉及一种可视化检测汞离子的比率型荧光探针。

背景技术

重金属污染一直以来是一个严峻的生态环境问题，尤其是汞污染。汞通常以稳定的二价汞离子存在。汞离子可在动植物体内蓄积，通过食物链的传播，其浓度可成千上万倍增加。而高浓度的汞会对人体中枢神经系统、造血系统、肾脏等方面造成严重危害。因此开发出一种简单、快速、灵敏的汞离子可视化检测方法十分必要。

传统的汞离子检测方法包括原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。尽管这些方法具有较高的灵敏度，较低的检出限，但也具有一定的不足，如通常需要精密而昂贵的仪器以及专业的技术人员，这些缺点限制了它们在快速的野外便携式检测领域的应用。近年来，一系列的荧光探针可视化传感方法出现，弥补了这一缺陷，荧光可视化传感法具有操作简单、无需大型仪器等优点，有望成为野外在线监测汞离子含量的有效方法。但该方法仍然存在许多不足，如大多数的荧光可视化方法是基于单波长的猝灭机制来检测汞离子，此方法并不能直接对汞离子进行定量化，而且单波长荧光容易受到外界条件的干扰出现假阳性信号。因此在单波长的基础上设计双波长发射的比率型荧光探针来检测汞离子受到研究者的青睐，比率型荧光传感器是以两波长荧光强度比值来测定目标分析物浓度，具有更高的灵敏度、准确性及抗干扰能力。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种可视化检测汞离子的比率型荧光探针。该探针为可视化颜色效果明显的定量检测汞离子方法，且合成过程简单、检测过程快速准确。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种可视化检测汞离子的比率型荧光探针，探针由牛血清白蛋白包裹的金纳米团簇和荧光素组成，其荧光发射波长为500-550nm和620-660nm。

三色渐变：在分析物响应过程中，由于响应物质浓度的改变导致溶液的颜色逐渐呈红色-黄色-绿色。根据颜色变化就能用肉眼直接读出分析物响应程度，且整个检测过程便捷、准确。

本发明以发红光的牛血清白蛋白包被的金纳米团簇(BSA-AuNCs)和发绿光的荧光素混合制备比率型荧光探针。由于BSA-AuNCs对汞离子有特异性响应，会降低BSA-AuNCs的荧光信号，而荧光素与汞离子之间呈惰性，因此以荧光素作为荧光背景参考色构建双发射比率型荧光探针。此比率型荧光探针与不同浓度的汞离子结合后，荧光颜色呈现由红-黄-绿色的变化。在紫外灯下即可实现汞离子的可视化和定量化检测。

优选地，该荧光探针中牛血清白蛋白与金离子的摩尔比为12-16:1，合成的金纳米团簇的荧光强度最高。

本发明可视化检测汞离子的比率型荧光探针的制备方法如下：将氯金酸加入到BSA溶液中，再加入氢氧化钠溶液调节其pH值为碱性，将溶液置于水浴锅中在35-40摄氏度的温度下反应10-15小时后，将得到的溶液与荧光素溶液混合，即得双波长发射的比率型荧光探针溶液。

以BSA-AuNCs为传感荧光信号，荧光素为参考荧光信号，两种溶液按一定比例混合构建双发射比率型荧光探针。

优选地，得到的荧光探针溶液中荧光素的含量为0.5μg/mL，在检测过程中溶液的颜色变化更加快速明显。