一种绿色荧光银纳米团簇探针的快速制备及应用的制作方法

1.本发明属于荧光纳米复合材料制备领域，具体涉及一种绿色荧光银纳米团簇探针及其快速制备方法，以及该探针在铜离子检测中的应用。


背景技术：

2.铜是一种紫红色的软质金属，是人类最早使用的金属之一，主要以金属铜，cu

，cu
2
的形式存在于自然界中，铜离子不论是对动物还是植物都是一种必需的元素，在人类的生命活动中占据着重要地位，人体缺乏铜会引起贫血，毛发异常，动脉异常，以致脑障碍等情形，但铜离子作为重金属，摄入过量也有危害，铜离子会使蛋白质变性，对眼和皮肤有刺激性，长期接触可发生接触性皮炎，和鼻、眼粘膜刺激并出现胃肠道症状。因此，cu
2
的检测对环境和人类社会的健康发展至关重要。
3.通常，cu
2
的检测主要有原子吸收法，离子色谱法，电化学检测等方法，这些传统的检测方法，因取样分析、分析时间长、分析步骤复杂且不易操作、仪器昂贵等导致难以大规模普遍应用，与此同时，贵金属纳米团簇在连接原子和纳米颗粒行为之间缺失的环节上具有独特的功能，引起了人们的研究兴趣，金属纳米团簇由于其微小的尺寸和量子限制效应，表现出离散的类似分子的电子跃迁和有趣的光学特性，特别是它的荧光性质受到了广泛的研究，使金属纳米团簇在单分子光谱学、生物标记、光学传感、催化等领域有了众多应用。
4.应用纳米簇荧光探针检测cu
2
技术操作简便，检测快捷，成本低且灵敏度较高，具有很好的应用前景，对生物、环境检测分析有重要意义。目前制备银纳米团簇反应耗时长且耗费较高，不适于快速、便捷的生产。为了解决上述问题，本发明通过微波反应，制备了聚乙烯亚胺包覆的蓝绿色荧光的银纳米团簇，将合成时间大大缩短，而且合成过程绿色环保，得到的银纳米团簇探针对cu
2
检测有灵敏、准确的特点，可实现对环境中cu
2
的痕量检测。


技术实现要素：

5.本发明的内容在于提供一种快速制备的绿色荧光银纳米团簇探针的方法，该方法操作简单，使用微波辅助一步合成，反应条件温和且所需时间很短，所制得的银纳米团簇可以用于cu
2
的检测。
6.为实现上述目的，本发明以支化聚乙烯亚胺为保护剂，以抗坏血酸为还原剂，微波辅助一步法制备得到。
7.本发明提供一种蓝绿色荧光银纳米簇探针的制备方法，包括以下步骤：(1)配置 0.094g/ml的聚乙烯亚胺溶液，并超声使其完全溶解；(2)配置 0.1 m的硝酸银溶液，并向其中迅速加入1m的抗坏血酸溶液； (3)将混合溶液迅速转移到配置好的聚乙烯亚胺溶液中。并迅速转移到微波炉中，并用750w功率的微波进行微波处理； (4)将得到的亮黄色目标溶液在离心机中以8000r/min离心5min，然后以0.22
µ
m的过滤膜进行过滤，最终得到绿色荧光的银纳米团簇探针溶液。
8.所述的步骤（1）中所使用的聚乙烯亚胺为分子量1800的支化聚乙烯亚胺。用量优选为2ml。
9.所述步骤(2)中硝酸银的用量优选为1 ml，抗坏血酸的用量优选为1 ml。
10.所述步骤(3)中微波反应时间优选为30s。
11.本发明制备的蓝绿色荧光银纳米团簇探针可用于铜离子的检测。
12.与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)以抗坏血酸为还原剂，避免了有毒还原剂如甲醛、硼氢化钠等的引入，绿色环保；(2)以微波辅助的方法制备得到银纳米簇，制备方法简单迅速，成本低廉；(3)制得的绿色荧光银纳米簇探针荧光强度高，稳定性强，水溶性良好，在环境监测等方面有广阔的应用前景； (4)制得的银纳米簇探针对cu
2
响应灵敏，且选择性良好，对环境中cu
2
检测有好的应用前景。
具体实施方式
13.本发明是以聚乙烯亚胺为保护剂，以抗坏血酸为还原剂，通过微波辅助的方法一步快速制备了荧光银纳米簇探针溶液，用于环境中cu
2
的灵敏检测，下面通过实施例结合附图对本发明进一步说明。
14.实施例1(1)配置 0.094 g/ml的聚乙烯亚胺溶液，将0.1 mol/l的硝酸银溶液1ml与1mol/l的抗坏血酸溶液混合并迅速加入到2ml聚乙烯亚胺溶液中；(2)将步骤(1)中的混合溶液迅速转移到微波炉中并微波30s，得到亮黄色的银纳米簇溶液； (3)将步骤(2)中的溶液冷却并以8000r/min进行离心5min以除去大颗粒沉淀，上清液以0.22
µ
m过滤膜过滤，得到绿色荧光的银纳米簇探针溶液； (4)制备的银纳米簇探针溶液的紫外吸收曲线，荧光激发、发射光谱见图1，图中曲线a为银纳米簇探针溶液的紫外吸收光谱，曲线b为荧光激发光谱、曲线c荧光发射光谱，表明我们制备的荧光银纳米簇探针溶液在固定激发波长361nm下，发射峰位置在514nm处。
15.实施例2实施例1中制备的荧光银纳米团簇对不同离子检测的选择性实验。
16.将100
µ
l的不同离子溶液加入到2.9 ml稀释10倍的银纳米簇溶液中，室温孵育30 min，测量并记录荧光光谱，结果如图2及图3所示，加入铜离子后银纳米簇荧光显著下降，而加入其他离子荧光无明显变化，所以该银纳米簇探针可用于铜离子的选择性检测。
17.实施例3实施例1中制备的荧光银纳米团簇的荧光强度随铜离子浓度的变化实验。
18.向2.9 ml的稀释10倍的银纳米簇溶液中加入100
ꢀµ
l不同浓度的铜离子溶液，室温孵育30 min，测量并记录其荧光光谱，如图4所示，随着铜离子浓度的增加，银纳米团簇溶液的荧光强度逐渐降低，并在一定的浓度范围内呈现线性相关如图5所示，因此我们制备的银纳米团簇荧光探针可用于铜离子的痕量检测。
19.实施例4实施例1制备的荧光银纳米团簇对铜离子检测的抗干扰性实验。
20.向2.9 ml的稀释10倍的银纳米团簇溶液中加入100
ꢀµ
l铜离子与不同金属离子的混合溶液，室温孵育30 min，测量并记录其荧光光谱，如图6所示，在其他离子存在的情况下银纳米簇仍能有效猝灭，因此其他金属离子的存在对铜离子的检测并没有很大的干扰，因此我们制备的银纳米簇荧光探针对铜离子的检测有良好的抗干扰性，可用于复杂环境中的铜离子的检测。
21.附图说明：图1为本发明制备的银纳米团簇探针溶液的紫外吸收光谱，荧光激发光谱以及荧光发射光谱；图2为本发明制备的银纳米团簇探针溶液加入不同的金属离子后的荧光光谱；图3为制备的银纳米团簇探针溶液加入不同的金属离子后的荧光强度的柱状图；图4为本发明制备的银纳米团簇探针溶液加入不同浓度的铜离子溶液后荧光光谱；图5为本发明制备的银纳米团簇探针溶液加入不同浓度的铜离子溶液后荧光强度随浓度变化的散点图及线性关系图；图6为本发明制备的银纳米团簇探针溶液加入不同浓度的铜离子溶液后荧光强度随浓度变化的线性关系图；图7为本发明制备的银纳米团簇探针溶液加入铜离子与不同金属离子的混合溶液后的荧光光谱图。


技术特征：
1.一种快速制备的绿色荧光银纳米团簇探针，其特征在于以支化聚乙烯亚胺（pei）为保护剂，抗坏血酸为还原剂，通过微波快速制备得到。2.如权利要求1所述的一种绿色荧光银纳米团簇的制备方法，包括以下步骤：（1）配置 0.094g/ml的聚乙烯亚胺溶液，并超声使其完全溶解；（2）配置 0.1 mol/l的硝酸银溶液，并向其中迅速加入1 mol/l的抗坏血酸溶液；（3）将步骤（2）的溶液迅速转移到配置好的聚乙烯亚胺溶液中；（4）将步骤（3）的溶液迅速转移到微波炉中，并用750w功率的微波进行微波处理；（5）将步骤（4）的溶液在离心机中以8000r/min离心5min，然后以0.22
µ
m的过滤膜进行过滤，最终得到绿色荧光的银纳米团簇探针溶液。3.如权利要求2所述的一种绿色荧光银纳米团簇的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所使用的聚乙烯亚胺为分子量1800的支化聚乙烯亚胺用量为2ml。4.如权利要求2所述的一种绿色荧光银纳米团簇的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中硝酸银的用量为1 ml，抗坏血酸的用量为1 ml。5.如权利要求2所述的一种绿色荧光银纳米团簇的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中微波反应时间为30s。6.如权利要求1所述的绿色荧光银纳米团簇探针在铜离子检测中的应用。7.如权利要求6所述的应用，其特征在于将荧光银纳米团簇用于cu
2
的检测中，检测方法为：荧光银纳米团簇溶液和浓度0.1
‑
100
ꢀµ
m的cu
2
标准溶液以体积比为1：1的比例混合加入到荧光比色皿中，孵育30min后以361nm为激发波长，在室温下进行荧光光谱检测，并记录相应的荧光强度。

技术总结
本发明提供了一种快速制备绿色荧光银纳米团簇的方法以及它在环境监测方面的应用，属于荧光纳米复合材料制备技术领域，以支化聚乙烯亚胺作为保护剂，以抗坏血酸作为还原剂，混合溶液在微波炉中微波30s，制得大小均一，稳定性良好，绿色荧光的银纳米团簇，该方法操作简单，制备时间短，成本较低且重复性优异，可应用于环境中铜离子的检测。于环境中铜离子的检测。


技术研发人员：杨旭东 陈明 魏巍 王蕾
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2021/10/8