一种AuNCsAPAP荧光探针及其制备方法和应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201810589726.1

申请日:

20180608

公开号:

CN108690603A

公开日:

20181023

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C09K11/02,C09K11/58,G01N21/64

主分类号:

C09K11/02,C09K11/58,G01N21/64

申请人:

河南师范大学

发明人:

叶存玲,王远飞,王慎,王全坤,刘建明,岳园园,王治科,樊静

地址:

453007 河南省新乡市牧野区建设东路46号

优先权:

CN201810589726A

专利代理机构:

新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人:

路宽

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内容摘要

本发明公开了一种AuNCs@APAP荧光探针及其制备方法,同时公开了应用该荧光探针测定三价铁和焦磷酸根的方法。该荧光探针的制备过程是HAuCl4(5mM,2.50mL)溶液于50mL的平底烧瓶中,加入对乙酰氨基酚溶液(1.25mL,50mM)稀释至10mL,在恒温水浴振荡器中37℃反应6h,之后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤,并用1 kDa透析袋透析,4℃暗处保存。本发明荧光探针的制备过程简单,操作简便,而且经长时间保存、紫外灯光照射、体系离子强度的增加和pH值的改变,AuNCs@APAP的荧光强度几乎不受影响。在AuNCs@APAP和乙酸‑乙酸钠缓冲溶液(pH=4.5)体系中,Fe3+离子能使其荧光猝灭。再加入焦磷酸根,体系荧光强度恢复。据此建立的荧光分析法成功测定水样中的Fe3+和血清中的焦磷酸根。

权利要求书

1.一种AuNCs@APAP荧光探针的制备方法,其特征在于:利用对乙酰氨基酚为还原剂和保护剂来制备AuNCs@APAP荧光探针。 2.一种AuNCs@APAP荧光探针的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:取5mMHAuCl溶液2.50mL于50mL的平底烧瓶中,加入50mM对乙酰氨基酚溶液1.25mL,混合溶液稀释至10mL,在恒温水浴振荡器中37℃反应6h,溶液由棕色变为黄色时,停止加热,自然冷却,之后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤,去除粒径较大的颗粒,通过1kDa透析袋透析得到浅黄色透明溶液,离心,洗涤,干燥。 3.如权利要求1或2所述的方法制备的AuNCs@APAP荧光探针。 4.如权利要求3所述的AuNCs@APAP荧光探针在检测Fe中的应用。 5.如权利要求3所述的AuNCs@APAP荧光探针在检测焦磷酸根中的应用。

说明书

技术领域

本发明属于荧光分析技术领域,具体涉及AuNCs@APAP荧光探针的制备方法及其作为荧光探针测定水样中的Fe3+和血清中的焦磷酸根的应用。

背景技术

铁是常见的变价元素,普遍存在于地下水和土壤环境中,它在水和土壤环境中因不同的氧化还原条件和酸碱性条件下可出现各种形态间的相互转化。水中高浓度铁离子存在时,可造成严重的水污染。焦磷酸根(P2O74-,ppi)参与了很多代谢反应和生物能量过程,例如对三磷酸腺苷ATP,DNA聚合的水解以及其他代谢过程。因此对它们的识别与检测都具有非常重要的意义。在己报道的离子检测分析方法中,其中荧光分析法因具有明显的优势受到科研者们的日益关注。

金纳米簇(AuNCs)是指在有机单分子、树枝状聚合物或生物分子等作为保护层保护下,包裹几个甚至约几十个金原子所组成的具有相对稳定性的聚集体,其尺寸接近电子的费米波长,一般小于2nm,其连续的电子能级结构呈现为离散状态,同时,表面等离子体共振效应消失。由于AuNCs独特的离散能级和量子尺寸效应,使它呈现出较强的光致发光、并且具有较好的生物相容性与光稳定性等特殊性质,因此AuNCs作为一种新型的荧光纳米材料,在光电学、荧光成像以及生物检测等领域的应用是十分宽广的,而且AuNCs的合成及其在化学、生物分析领域的应用成为近些年来的研究热点。

对乙酰氨基酚(Acetaminophen,简称APAP,又称为扑热息痛、泰诺林、醋酸酚),是一种抗炎药物,具有止痛、去热的效果,是非那西丁和退热冰的代谢产物。

发明内容

本发明的目的是提供一种AuNCs@APAP荧光探针及其制备方法和应用。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是,一种AuNCs@APAP荧光探针的制备方法,利用对乙酰氨基酚为还原剂和保护剂来制备AuNCs@APAP荧光探针。

一种AuNCs@APAP荧光探针的制备方法,具体的包括以下步骤:取5mM HAuCl4溶液2.50mL于50mL的平底烧瓶中,加入50mM对乙酰氨基酚溶液1.25mL,混合溶液稀释至10mL,在恒温水浴振荡器中37℃反应6h,溶液由棕色变为黄色时,停止加热,自然冷却,之后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤,去除粒径较大的颗粒,通过1kDa透析袋透析得到浅黄色透明溶液,离心,洗涤,干燥。

所述的AuNCs@APAP荧光探针在检测Fe3+中的应用。

所述的AuNCs@APAP荧光探针在检测焦磷酸根中的应用。

本发明产生的有益效果是:本发明利用对乙酰氨基酚为还原剂和保护剂来制备AuNCs@APAP,实现快速合成AuNCs@APAP的方法。应用该荧光探针测定三价铁和焦磷酸根时测试方法简单,准确性高。

附图说明

图1为APAP和AuNCs@APAP的红外谱图;

图2为AuNCs@APAP的XRD谱图;

图3为AuNCs@APAP的激发和发射光谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

AuNCs@APAP溶液的制备

取HAuCl4(5mM,2.50mL)溶液于50mL的平底烧瓶中,加入对乙酰氨基酚溶液(1.25mL,50mM)稀释至10mL,在恒温水浴振荡器中37℃反应6h,溶液由棕色变为黄色时,停止加热,自然冷却,之后用0.45μm的亲水PTFE针式过滤器过滤,去除粒径较大的颗粒,通过1kDa透析袋透析得到浅黄色透明溶液,放在4℃冰箱中暗处保存,备用。

表征

图1为APAP和AuNCs@APAP的红外谱图。AuNCs@APAP与APAP红外吸收光谱相似,这说明APAP可能结合在AuNCs的表面。由图可见,1244.56cm-1应该是由C-N的伸缩振动峰以及N-H的弯曲振动引起的,1554.42cm-1是仲酰胺C-N-H弯曲振动引起的,1016.81cm-1处的特征吸收峰应该属于-OH的面内弯曲振动峰,2925.84cm-1处归属于C-H伸缩振动特征吸收峰,而1747.68cm-1处为C=O伸缩振动特征吸收峰,1377.82cm-1和1607.24cm-1处归属于芳香杂环化合物中C=N伸缩振动特征吸收峰,而对于AuNCs@APAP的谱图的1377.82cm-1和1607.24cm-1处的芳香杂环化合物中C=N伸缩振动特征吸收峰,1016.81cm-1处-OH的特征吸收峰以及在2925.84cm-1处的C-H伸缩振动特征吸收峰都消失了,而且仲酰胺C-N-H弯曲振动峰在1563.56cm-1,有一定的偏移。由此可以判定APAP可能结合在AuNCs的表面形成AuNCs@APAP。

图2为AuNCs@APAP的XRD谱图。AuNCs@APAP在31.5°和45.1°处显示了峰值,分别对应于AuNCs@APAP的晶格层(111)和(200),另外两个特征峰值分别在65.9°和75.4°处,对应于金的面心立方(220)和(311)衍射。

图3为AuNCs@APAP的激发和发射光谱。如图3所示,AuNCs@APAP的最大激发和发射峰的位置分别在303nm和430nm。

Fe3+的检测

取800μL AuNCs@APAP溶液与600μL pH=4.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液和一定体积不同浓度的Fe3+混合,定容到4.00mL。在25℃条件下反应20min后,在激发波长303nm处(狭缝宽度:激发波长5nm;发射波长5nm)测定荧光强度。当加入的Fe3+离子浓度范围为0.005~80μM时,荧光猝灭程度与Fe3+离子浓度呈良好的线性关系,并得到回归方程为:F0/F=0.02023C+1.00604,线性相关系数R2为0.9862。检出限LOD为2.8nM,对加入的Fe3+离子浓度为15μM平行测定12次,相对标准偏差为1.06%。

焦磷酸根的检测

取800μL AuNCs@APAP溶液与600μL pH=4.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液和80μM Fe3+混合,之后加入不同浓度的焦磷酸根,定容到4.00mL。在25℃条件下反应20min后,在激发波长303nm处(狭缝宽度:激发波长5nm;发射波长5nm)测定荧光强度。焦磷酸根在浓度5~140μM的范围内,AuNCs@APAP-Fe3+体系恢复后的荧光强度与猝灭后的荧光强度比Fre/Fq与焦磷酸根的浓度呈线性增大趋势,其线性方程为Fre/Fq=1.14022+0.00867C(C/μM,焦磷酸根的浓度),相关系数R2=0.9970,检出限LOD为0.11μM,对加入140μM焦磷酸根后的AuNCs@APAP-Fe3+体系平行测定12次,相对标准偏差为1.51%。

实际样品的应用

(1)水中Fe3+的检测

以不同区域的水样为实际样品,经前期处理后,分别准确移取一定体积水样加入800μLAuNCs@APAP溶液中,在最优的条件下用本法进行检测并记录荧光信号,计算结果如表1所示,同时,用原子吸收法分别测定水样中Fe3+浓度,进行t检验,4个样品的t检验值均小于理论值,表明本法具有较高的准确性。

表1原子吸收法与荧光法对水中Fe3+离子的分析结果

(2)人血清中ppi的测定

取不同健康人的血清,通过离心(10000r/min,20min)除去血清样品中的蛋白质。加标回收实验测定结果如表2所示,四种实际样品的加标回收率在99.99-106.63%。

表2人血清中ppi的加标回收实验测定结果

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810589726.1 (22)申请日 2018.06.08 (71)申请人 河南师范大学 地址 453007 河南省新乡市牧野区建设东 路46号 (72)发明人 叶存玲王远飞王慎王全坤 刘建明岳园园王治科樊静 (74)专利代理机构 新乡市平原智汇知识产权代 理事务所(普通合伙) 41139 代理人 路宽 (51)Int.Cl. C09K 11/02(2006.01) C09K 11/58(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称 一种Au。

2、NCsAPAP荧光探针及其制备方法和 应用 (57)摘要 本发明公开了一种AuNCsAPAP荧光探针及 其制备方法, 同时公开了应用该荧光探针测定三 价铁和焦磷酸根的方法。 该荧光探针的制备过程 是HAuCl4(5mM, 2.50mL) 溶液于50mL的平底烧瓶 中, 加入对乙酰氨基酚溶液 (1.25mL, 50mM) 稀释 至10mL, 在恒温水浴振荡器中37反应6h, 之后 用0.45m的亲水PTFE针式过滤器过滤, 并用1 kDa透析袋透析, 4暗处保存。 本发明荧光探针 的制备过程简单, 操作简便, 而且经长时间保存、 紫外灯光照射、 体系离子强度的增加和pH值的改 变, AuNCsA。

3、PAP的荧光强度几乎不受影响。 在 AuNCsAPAP和乙酸-乙酸钠缓冲溶液 (pH=4.5) 体 系中, Fe3+离子能使其荧光猝灭。 再加入焦磷酸 根, 体系荧光强度恢复。 据此建立的荧光分析法 成功测定水样中的Fe3+和血清中的焦磷酸根。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 108690603 A 2018.10.23 CN 108690603 A 1.一种AuNCsAPAP荧光探针的制备方法, 其特征在于: 利用对乙酰氨基酚为还原剂和 保护剂来制备AuNCsAPAP荧光探针。 2.一种AuNCsAPAP荧光探针的制备方法, 其特征在于, 包括以下步骤: 取5 mM HAuCl4。

4、溶 液2.50 mL于50 mL的平底烧瓶中, 加入50 mM对乙酰氨基酚溶液1.25 mL, 混合溶液稀释至 10 mL, 在恒温水浴振荡器中37 反应6 h, 溶液由棕色变为黄色时, 停止加热, 自然冷却, 之后用0.45 m的亲水PTFE针式过滤器过滤, 去除粒径较大的颗粒, 通过1 kDa透析袋透析 得到浅黄色透明溶液, 离心, 洗涤, 干燥。 3.如权利要求1或2所述的方法制备的AuNCsAPAP荧光探针。 4.如权利要求3所述的AuNCsAPAP荧光探针在检测Fe3+中的应用。 5.如权利要求3所述的AuNCsAPAP荧光探针在检测焦磷酸根中的应用。 权利要求书 1/1 页 2 C。

5、N 108690603 A 2 一种AuNCsAPAP荧光探针及其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明属于荧光分析技术领域, 具体涉及AuNCsAPAP荧光探针的制备方法及其作 为荧光探针测定水样中的Fe3+和血清中的焦磷酸根的应用。 背景技术 0002 铁是常见的变价元素, 普遍存在于地下水和土壤环境中, 它在水和土壤环境中因 不同的氧化还原条件和酸碱性条件下可出现各种形态间的相互转化。 水中高浓度铁离子存 在时, 可造成严重的水污染。 焦磷酸根(P2O74-, ppi)参与了很多代谢反应和生物能量过程, 例如对三磷酸腺苷ATP, DNA聚合的水解以及其他代谢过程。 因此对它们的识别与。

6、检测都具 有非常重要的意义。 在己报道的离子检测分析方法中, 其中荧光分析法因具有明显的优势 受到科研者们的日益关注。 0003 金纳米簇(AuNCs)是指在有机单分子、 树枝状聚合物或生物分子等作为保护层保 护下, 包裹几个甚至约几十个金原子所组成的具有相对稳定性的聚集体, 其尺寸接近电子 的费米波长, 一般小于2nm, 其连续的电子能级结构呈现为离散状态, 同时, 表面等离子体共 振效应消失。 由于AuNCs独特的离散能级和量子尺寸效应, 使它呈现出较强的光致发光、 并 且具有较好的生物相容性与光稳定性等特殊性质, 因此AuNCs作为一种新型的荧光纳米材 料, 在光电学、 荧光成像以及生物。

7、检测等领域的应用是十分宽广的, 而且AuNCs的合成及其 在化学、 生物分析领域的应用成为近些年来的研究热点。 0004 对乙酰氨基酚(Acetaminophen, 简称APAP, 又称为扑热息痛、 泰诺林、 醋酸酚), 是 一种抗炎药物, 具有止痛、 去热的效果, 是非那西丁和退热冰的代谢产物。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种AuNCsAPAP荧光探针及其制备方法和应用。 0006 为实现上述目的, 本发明采用的技术方案是, 一种AuNCsAPAP荧光探针的制备方 法, 利用对乙酰氨基酚为还原剂和保护剂来制备AuNCsAPAP荧光探针。 0007 一种AuNCsAPAP荧光探针的。

8、制备方法, 具体的包括以下步骤: 取5mM HAuCl4溶液 2.50mL于50mL的平底烧瓶中, 加入50mM对乙酰氨基酚溶液1.25mL, 混合溶液稀释至10mL, 在 恒温水浴振荡器中37反应6h, 溶液由棕色变为黄色时, 停止加热, 自然冷却, 之后用0.45 m的亲水PTFE针式过滤器过滤, 去除粒径较大的颗粒, 通过1kDa透析袋透析得到浅黄色透明 溶液, 离心, 洗涤, 干燥。 0008 所述的AuNCsAPAP荧光探针在检测Fe3+中的应用。 0009 所述的AuNCsAPAP荧光探针在检测焦磷酸根中的应用。 0010 本发明产生的有益效果是: 本发明利用对乙酰氨基酚为还原剂和。

9、保护剂来制备 AuNCsAPAP, 实现快速合成AuNCsAPAP的方法。 应用该荧光探针测定三价铁和焦磷酸根时 测试方法简单, 准确性高。 说明书 1/3 页 3 CN 108690603 A 3 附图说明 0011 图1为APAP和AuNCsAPAP的红外谱图; 0012 图2为AuNCsAPAP的XRD谱图; 0013 图3为AuNCsAPAP的激发和发射光谱。 具体实施方式 0014 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明, 但本发明的保护范围不限于此。 0015 实施例1 0016 AuNCsAPAP溶液的制备 0017 取HAuCl4(5mM, 2 .50mL)溶液于50mL的平底。

10、烧瓶中, 加入对乙酰氨基酚溶液 (1.25mL, 50mM)稀释至10mL, 在恒温水浴振荡器中37反应6h, 溶液由棕色变为黄色时, 停 止加热, 自然冷却, 之后用0.45 m的亲水PTFE针式过滤器过滤, 去除粒径较大的颗粒, 通过 1kDa透析袋透析得到浅黄色透明溶液, 放在4冰箱中暗处保存, 备用。 0018 表征 0019 图1为APAP和AuNCsAPAP的红外谱图。 AuNCsAPAP与APAP红外吸收光谱相似, 这说 明APAP可能结合在AuNCs的表面。 由图可见, 1244.56cm-1应该是由C-N的伸缩振动峰以及N-H 的弯曲振动引起的, 1554.42cm-1是仲酰。

11、胺C-N-H弯曲振动引起的, 1016.81cm-1处的特征吸 收峰应该属于-OH的面内弯曲振动峰, 2925.84cm-1处归属于C-H伸缩振动特征吸收峰, 而 1747.68cm-1处为CO伸缩振动特征吸收峰, 1377.82cm-1和1607.24cm-1处归属于芳香杂环 化合物中CN伸缩振动特征吸收峰, 而对于AuNCsAPAP的谱图的1377.82cm-1和1607.24cm -1处的芳香杂环化合物中CN伸缩振动特征吸收峰, 1016.81cm-1处-OH的特征吸收峰以及 在2925.84cm-1处的C-H伸缩振动特征吸收峰都消失了, 而且仲酰胺C-N-H弯曲振动峰在 1563.56。

12、cm-1, 有一定的偏移。 由此可以判定APAP可能结合在AuNCs的表面形成AuNCsAPAP。 0020 图2为AuNCsAPAP的XRD谱图。 AuNCsAPAP在31.5 和45.1 处显示了峰值, 分别对 应于AuNCsAPAP的晶格层(111)和(200), 另外两个特征峰值分别在65.9 和75.4 处, 对应 于金的面心立方(220)和(311)衍射。 0021 图3为AuNCsAPAP的激发和发射光谱。 如图3所示, AuNCsAPAP的最大激发和发射 峰的位置分别在303nm和430nm。 0022 Fe3+的检测 0023 取800 L AuNCsAPAP溶液与600 L。

13、 pH4.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液和一定体积不 同浓度的Fe3+混合, 定容到4.00mL。 在25条件下反应20min后, 在激发波长303nm处(狭缝宽 度: 激发波长5nm; 发射波长5nm)测定荧光强度。 当加入的Fe3+离子浓度范围为0.00580 M 时, 荧光猝灭程度与Fe3+离子浓度呈良好的线性关系, 并得到回归方程为: F0/F0.02023C+ 1.00604, 线性相关系数R2为0.9862。 检出限LOD为2.8nM, 对加入的Fe3+离子浓度为15 M平行 测定12次, 相对标准偏差为1.06。 0024 焦磷酸根的检测 0025 取800 L AuNCsAPAP溶液与。

14、600 L pH4.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液和80 M Fe3+混 合, 之后加入不同浓度的焦磷酸根, 定容到4.00mL。 在25条件下反应20min后, 在激发波长 说明书 2/3 页 4 CN 108690603 A 4 303nm处(狭缝宽度: 激发波长5nm; 发射波长5nm)测定荧光强度。 焦磷酸根在浓度5140 M 的范围内, AuNCsAPAP-Fe3+体系恢复后的荧光强度与猝灭后的荧光强度比Fre/Fq与焦磷酸 根的浓度呈线性增大趋势, 其线性方程为Fre/Fq1.14022+0.00867C(C/ M, 焦磷酸根的浓 度), 相关系数R20.9970, 检出限LOD为0.11。

15、 M, 对加入140 M焦磷酸根后的AuNCsAPAP-Fe3 +体系平行测定12次, 相对标准偏差为1.51。 0026 实际样品的应用 0027 (1)水中Fe3+的检测 0028 以不同区域的水样为实际样品, 经前期处理后, 分别准确移取一定体积水样加入 800 LAuNCsAPAP溶液中, 在最优的条件下用本法进行检测并记录荧光信号, 计算结果如表 1所示, 同时, 用原子吸收法分别测定水样中Fe3+浓度, 进行t检验, 4个样品的t检验值均小于 理论值, 表明本法具有较高的准确性。 0029 表1原子吸收法与荧光法对水中Fe3+离子的分析结果 0030 0031 (2)人血清中ppi。

16、的测定 0032 取不同健康人的血清, 通过离心(10000r/min, 20min)除去血清样品中的蛋白质。 加标回收实验测定结果如表2所示, 四种实际样品的加标回收率在99.99-106.63。 0033 表2人血清中ppi的加标回收实验测定结果 0034 0035 以上实施例描述了本发明的基本原理、 主要特征及优点, 本行业的技术人员应该 了解, 本发明不受上述实施例的限制, 上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理, 在不脱离本发明原理的范围下, 本发明还会有各种变化和改进, 这些变化和改进均落入 本发明保护的范围内。 说明书 3/3 页 5 CN 108690603 A 5 图1 说明书附图 1/3 页 6 CN 108690603 A 6 图2 说明书附图 2/3 页 7 CN 108690603 A 7 图3 说明书附图 3/3 页 8 CN 108690603 A 8 。

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