[发明专利]金纳米簇基荧光复合材料的制备及其在离子检测中的应用

说明书

一种介孔二氧化硅限制金纳米簇诱导荧光增强的纳米荧光器件的制备方法及其对铜离子的检测应用，涉及一种新型纳米复合材料的制备方法及其应用。是要解决现有的铜离子检测的方法成本昂贵，过程复杂，检测时间长的问题。方法：一、以氯金酸为原料，还原型谷胱甘肽为还原剂和稳定剂，高温搅拌条件下通过热还原的方式自下而上的合成金纳米簇溶液A，将溶液A装入离心管中离心，取沉淀，用乙腈与水的混合溶液洗涤3次并溶解于去离子水中，为溶液B；二、通过采用Stöber法，以TEOS、乙醇、水以及氨水为原料得到固体二氧化硅粒子，将二氧化硅粒子洗涤干燥后，以NaoH为刻蚀剂在烧瓶中密封搅拌过夜，再将得到的溶液装入离心管中离心3次，去除上清液留下沉淀，洗涤干燥后得到介孔二氧化硅；三、将介孔二氧化硅在搅拌条件下放入溶液B中以获得一种对铜离子有特异性检测应用的新型纳米复合材料。本发明的成本低廉，操作简单，检测迅速，灵敏性高。本发明用于环境离子检测和生物成像领域。

技术领域

本发明介孔二氧化硅限制金纳米簇诱导荧光增强的纳米荧光器件的制备及其在离子检测中的应用。

背景技术

铜离子（Cu²⁺）作为生命系统中所必需的微量元素，涉及了许多生理过程。例如，铜离子在结合酶辅助因子和骨形成中发挥了重要作用。另一方面，过量的Cu²⁺离子对生物体具有高度的毒性，可导致胃肠道和细胞平衡紊乱，以及严重的神经衰退性疾病，包括阿尔茨海默氏症，帕金森病和朊病毒病等。此外，过量Cu²⁺离子引起的环境污染也是一个严重的问题，如果海洋，河流或湖泊中含有过量的Cu²⁺离子，它将阻碍这些水体的自净化并破坏生物后处理系统。因此，Cu²⁺离子因其在人体健康和环境保护中的重要作用而备受关注。

然而过去几十年里，Cu²⁺离子检测通常通过电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES），电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），原子吸收光谱法（AAS）测量。这些方法需要昂贵，复杂的仪器并且耗时较长。与上述方法相比，基于荧光的检测方法由于其高选择性，简单操作和实际应用中的经济费用而引起了广泛的关注。其中，发光金属簇被证明是Cu²⁺离子传感的重要探针。

近年来，硫醇保护的荧光金属纳米团簇（NCs）作为一种有前途的发光探针，由于其可调波长，低细胞毒性，高光稳定性，光致发光（PL），超小型，因此在光电子学，传感器和生物医学领域引起了极大的关注。然而，单个水分散性发光NC的PL强度相对较弱，而且当外界环境条件和探针浓度等因素发生变化时，测试结果会有很大差异，这极大地限制了它们的应用。此时，一个有效克服所有这些挑战的策略被提出：将这些发光金属NC“空间限制”到一些载体上。因为一些发光金属NCs在聚集，固定和限制状态下表现出高光致发光（PL）。

发明内容

本发明是要解决现有的铜离子检测成本昂贵，过程复杂，检测时间长的问题，提供介孔二氧化硅限制金纳米簇诱导荧光增强的纳米荧光器件的制备及其在离子检测中的应用。

本发明介孔二氧化硅限制金纳米簇诱导荧光增强的纳米荧光器件的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

一、将2-5 mmol的氯金酸溶解于20-30 ml去离子水中，4-10 mmol谷胱甘肽溶解于20-30 ml去离子水中并分别在室温下超声溶解混合，形成均匀的混合溶液，再将混合溶液在搅拌条件下70-100 ℃反应6-8 h得到溶液A。将溶液A 装入离心管中高速离心以去除未反应的原料，取沉淀，用乙腈与水的混合溶液洗涤3次并溶解于去离子水中，为溶液B；