一种铜金纳米簇碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用

专利2026-09-10  2


本发明涉及比率荧光探针,具体涉及一种铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用。


背景技术:

1、黄曲霉素(aflatoxins,afs)是一类杂环芳烃次级代谢产物,主要由黄曲霉和寄生曲霉在湿热条件下产生,世界卫生组织将其列为一类致癌物。黄曲霉素具有b1、b2、g1、g2、m1、m2及gm、p1、q1等衍生物,其中黄曲霉素b1(afb1)是已知的最强天然致癌物,毒性最强。afb1具有高度致癌性、致突变性、致畸性,可诱发原发性肝癌、胃癌、肺癌等,也是人类肝细胞癌(hcc)多因素病因学中的主要危险因素。

2、目前用于黄曲霉素检测的方法主要有薄层色谱法(tlc)、高效液相色谱法(hplc)、高效液相色谱-质谱法(hplc-ms)、酶联免疫法(elisa)等,这些方法存在样品前处理繁琐、检测时间冗长、测试费用昂贵及测试装备苛刻等缺陷,不能满足afs快速现场检测的需求。荧光检测以其特异性强、灵敏度高、操作简单等优点而引起了研究者的关注,但目前的荧光检测法依赖单一信号的输出改变,其背景误差和环境误差无法消除。


技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述不足,本发明的目的是提供一种铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,以实现对黄曲霉素的精准快速检测。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下:提供一种铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针通过以下方法制得:将铜金纳米簇和二氧化硅包覆的碳量子点进行混合,制得。

3、进一步,铜金纳米簇和二氧化硅包覆的碳量子点的体积比为1:3-6。

4、进一步,铜金纳米簇通过以下方法制得:以氯金酸和铜盐为原料,谷胱甘肽为配体,通过化学还原法制备铜金纳米簇。

5、进一步,铜金纳米簇通过以下方法制得:将cucl2·2h2o溶液、haucl4·4h2o溶液和谷胱甘肽溶液混合均匀后反应20-40min,然后将反应体系调节为酸性,继续反应60-90min,制得。

6、进一步,cucl2·2h2o、haucl4·4h2o和谷胱甘肽的摩尔比为45-55:1:85-95。

7、进一步,反应体系调节为酸性是将反应体系ph调节为3-5。

8、进一步,二氧化硅包覆的碳量子点通过以下方法制得:(1)以柠檬酸和乙二胺为原料,采用水热法制得碳量子点溶液;(2)以氨水、正硅酸乙酯和步骤(1)制得的碳量子点溶液为原料,采用法制得二氧化硅包覆碳量子点。

9、进一步,二氧化硅包覆的碳量子点通过以下方法制得:(1)将柠檬酸和乙二胺溶于去离子水中,然后在180-220℃下加热4-6h,然后转移至透析袋透析20-30h,制得碳量子点溶液;(2)将氨水和正硅酸乙酯加入无水乙醇中,反应20-40min后加入步骤(1)制得的碳量子点溶液,反应2-3h,然后转移至透析袋透析20-30h,制得。

10、进一步,步骤(1)中柠檬酸和乙二胺的质量比为1:1-1.5。

11、进一步,步骤(2)中氨水、正硅酸乙酯和碳量子点溶液的质量比为1:2-3:1-1.5。

12、进一步,步骤(1)和(2)中透析袋的截留分子量均为1000-5000da。

13、本发明具有以下有益效果:

14、(1)铜纳米簇具有与贵金属纳米簇相似的荧光响应性和光谱可调谐性,还因其来源丰富、价格低廉等特点而具有广阔的应用前景,但单一金属铜形成的纳米簇也存在荧光强度较低和稳定性较差的缺陷,使其在生物荧光检测中的灵敏度和重现性不尽人意。与单金属纳米簇相比,两种金属的电子结构和性质经过协同作用,将两种金属的性能优势集中于同一纳米簇,不但可以提高单一金属纳米簇的稳定性,还可以避免其暴露。铜金纳米簇与单一的铜纳米簇或金纳米簇相比,既可以形成较长的直链又可以形成致密的弯曲链状结构,这种结构可以提高铜金纳米簇的荧光强度提高,从而提高荧光探针的灵敏度。

15、(2)本发明以铜金纳米簇/碳量子点(cuauncs/cds@sio2)构建比率荧光探针。cuauncs/cds@sio2比率荧光探针中,碳量子点和铜金纳米簇均能发射荧光,cds@sio2因惰性二氧化硅覆层的保护几乎不与介质发生反应,从而能够提供稳定的参比信号;而铜金纳米簇上谷胱甘肽的巯基具有较强的反应活性,受周围介质的影响很大,从而能够提供响应信号。

16、(3)根据目标检测物黄曲霉素的结构与性质特点,建立基于纳米簇聚集荧光淬灭的黄曲霉素荧光检测体系,首先利用hg2+离子与巯基结合,介导铜金纳米簇的聚集,聚集后的铜金纳米簇发生荧光淬灭;加入黄曲霉素后,黄曲霉素与hg2+发生强烈的络合作用,夺取与谷胱甘肽结合的hg2+离子,从而使聚集态的铜金纳米簇解聚,荧光得以恢复;最后根据铜金纳米簇荧光恢复的程度即可实现对黄曲霉素的检测。

17、(4)本发明不需要昂贵复杂的色谱仪,荧光检测的最低检出限为0.56ng/ml,线性范围为0~55ng/ml,灵敏度为33.15ml/ng,加标回收率在99.2~105%之间,rsd低于5%,具有准确性。同时,选择性和抗干扰性的rsd分别为2.2%和1.1%,因此具有一定的选择性和抗干扰性。

18、(5)本发明采用比率型荧光探针代替了传统的开关型荧光检测探针,不依赖单一的信号改变,大大降低了背景及环境误差。



技术特征:

1.一种铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针通过以下方法制得:将铜金纳米簇和二氧化硅包覆的碳量子点进行混合,制得。

2.根据权利要求1所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述铜金纳米簇和所述二氧化硅包覆的碳量子点的体积比为1:3-6。

3.根据权利要求1所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述铜金纳米簇通过以下方法制得:以氯金酸和铜盐为原料,谷胱甘肽为配体,通过化学还原法制备铜金纳米簇。

4.根据权利要求3所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述铜金纳米簇通过以下方法制得:将cucl2·2h2o溶液、haucl4·4h2o溶液和谷胱甘肽溶液混合均匀后反应20-40min,然后将反应体系调节为酸性,继续反应60-90min,制得。

5.根据权利要求4所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述cucl2·2h2o、所述haucl4·4h2o和所述谷胱甘肽的摩尔比为45-55:1:85-95。

6.根据权利要求1所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述二氧化硅包覆的碳量子点通过以下方法制得:(1)以柠檬酸和乙二胺为原料,采用水热法制得碳量子点溶液;(2)以氨水、正硅酸乙酯和步骤(1)制得的碳量子点溶液为原料,采用法制得二氧化硅包覆碳量子点。

7.根据权利要求6所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,所述二氧化硅包覆的碳量子点通过以下方法制得:(1)将柠檬酸和乙二胺溶于去离子水中,然后在180-220℃下加热4-6h,然后转移至透析袋透析20-30h,制得碳量子点溶液;(2)将氨水和正硅酸乙酯加入无水乙醇中,反应20-40min后加入步骤(1)制得的碳量子点溶液,反应2-3h,然后转移至透析袋透析20-30h,制得。

8.根据权利要求7所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,步骤(1)中所述柠檬酸和所述乙二胺的质量比为1:1-1.5。

9.根据权利要求7所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,步骤(2)中所述氨水、所述正硅酸乙酯和所述碳量子点溶液的质量比为1:2-3:1-1.5。

10.根据权利要求7所述的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,其特征在于,步骤(1)和(2)中所述透析袋的截留分子量均为1000-5000da。


技术总结
本发明公开了一种铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针在检测黄曲霉素中的应用,属于比率荧光探针技术领域。本发明以铜金纳米簇/碳量子点构建比率荧光探针,根据目标检测物黄曲霉素的结构与性质特点,建立基于纳米簇聚集荧光淬灭的黄曲霉素荧光检测体系,实现对黄曲霉素的便捷准确检测。本发明采用化学还原法制备铜金纳米簇,该方法简单易操作,工艺简单可控;用比率型荧光探针代替了传统的开关型荧光检测探针,不依赖单一的信号改变,大大降低了背景及环境误差。本发明的铜金纳米簇/碳量子点比率荧光探针为黄曲霉素精准快速检测奠定了理论与实验基础。

技术研发人员:尹光福,孟祉含,蒲曦鸣,黄忠兵,廖晓明
受保护的技术使用者:四川大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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