本發(fā)明屬于熒光傳感,具體涉及一種沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金或金銀納米團簇熒光納米材料、制備方法及應用。其中,沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金納米團簇熒光納米材料構建比率型增強熒光復合納米材料且可以此材料作為探針用于檢測農藥三唑磷(tzp),沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金銀納米團簇熒光納米材料(基于ag+限制分子內運動和zif-8表面空間限域效應雙重誘導金納米團簇發(fā)射增強型熒光復合探針)可以作為探針用于檢測葡萄糖。
背景技術:
1、與其他熒光材料相比,金納米團簇的制備成本低廉并且合成過程溫和環(huán)保,被廣泛地應用于熒光檢測、生物成像、催化等領域。然而目前為止,金納米團簇熒光強度較低、化學穩(wěn)定性較差等缺點,限制了其應用。因此,改善金納米團簇的熒光性質是其發(fā)展的關鍵所在。利用組裝技術負載auncs于載體結構,既可通過限域或聚集誘導熒光效應增強提高發(fā)光效率,又可增加體系負載量,具有雙重增亮優(yōu)點。
2、利用組裝技術負載auncs于沸石咪唑框架-8(zif-8)載體內部而構建的zif-8@au,已被廣泛應用于熒光檢測、生物成像等檢測分析領域。其可通過限域或聚集效應誘導發(fā)光效率增強,并增加體系負載量,具有雙重增亮優(yōu)點。然而目前zif-8@au的合成主要為后期和原位合成兩種方法,其均將auncs包埋于zif-8結構中,由于內部空間限制及空間利用率低,導致無法可控制備高負載量zif-8@au,同時,zif-8外側空間并未有效應用。因此,針對zif-8與auncs的組裝,亟待開發(fā)負載量、發(fā)射效率和空間利用率高的新策略以提高檢測靈敏度。
3、金納米簇(auncs)具有低毒性、易于合成和良好的生物相容性等特點,在生物傳感領域一直備受關注。然而,與其他熒光團(如碳點和量子點)相比,auncs的低發(fā)光效率嚴重限制了其實際應用。幸運的是,auncs的天然性質,即熒光效率可以通過限制其分子間或分子內運動來提高,為我們提供了合理設計高亮熒光復合材料的巧妙藍圖。
4、目前,主要有兩種方法可以提高基于auncs構建納米材料的發(fā)光效率。第一種方法需要通過利用金屬陽離子、有機溶劑和納米凝膠來抑制分子內運動,從而激活auncs的aie特性。其次,通過選擇特定類型的納米材料作為載體,將auncs集成在一起,通過納米簇的大規(guī)模聚集和限制分子內運動來產生更高的發(fā)光效率,也被廣泛用于提高熒光強度。然而,以上兩種方法單一應用時,均存在相應的不足。因此,針對auncs亟待開發(fā)結合以上兩種方法優(yōu)勢的新策略以構建高亮熒光復合材料,進而提高檢測靈敏度。
5、基于此,研發(fā)了本技術。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術存在的技術缺陷,本發(fā)明目的在于提供一種沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金或金銀納米團簇熒光納米材料、制備方法及應用。
2、針對現(xiàn)有技術中沸石咪唑框架-8(zif-8)的空間限制及空間利用率低的技術問題,本發(fā)明提出了一種基于藥物、酶、金屬納米材料和碳點(cds)等各種客體可以被封裝到zif-8空腔中的特性,將熒光cds封裝到zif-8中以合成zif@cds。進一步,將金納米團簇靜電自組裝于zif@cds表面,利用zif-8表面空間結合位點與auncs靜電自組裝,大幅度提高組裝空間有效利用率及熒光性能,實現(xiàn)熒光性能的大幅度提升,構建超高亮度比率熒光復合納米材料,用以進行農藥三唑磷的檢測。
3、針對現(xiàn)有技術中auncs低發(fā)光效率的技術問題,本發(fā)明提出了一種基于熒光猝滅/增強效應構建碳點@金屬有機框架-金銀納米團簇,其利用ag+對auncs中au分子的限制運動作用和zif-8表面空間結合位點與auncs靜電自組裝所導致的空間限域效應,雙重增強實現(xiàn)熒光性能的大幅度提升。同時,基于zif-8的空腔可封裝藥物、酶、金屬納米材料和碳點(cds)等各種客體的特性,將熒光cds封裝到zif-8中以合成cds@zif,通過cds的聚集猝滅特性誘導cds熒光減弱,進而將cds@zif與金銀納米簇(auagncs)組裝,制備多功能cds@zif-auagncs納米復合材料。最終,利用葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下所產生的葡萄糖酸可降解zif-8,進而導致聚集的auncs分散而致的熒光減弱聚集的和cds分散所致的熒光增強效應,進行葡萄糖的檢測。
4、本發(fā)明還提供了上述合納米材料的制備方法及以此材料作為探針在檢測農藥三唑磷中的應用。
5、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用如下技術方案:
6、一種沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金或金銀納米團簇熒光材料的制備方法,其包括如下步驟:
7、步驟一:在室溫條件下,將haucl4水溶液和gsh水溶液均勻混合,或者將agno3水溶液、haucl4水溶液和gsh水溶液均勻混合,然后在60-80°c攪拌20-28小時,冷卻至室溫,加入甲醇,離心,洗滌、干燥,得到金或金銀納米團簇,分散于水中并在4℃下儲存?zhèn)溆茫?/p>
8、步驟二:碳點制備:基于檸檬酸和乙二胺的水熱聚合反應合成了水溶性碳點cds。將檸檬酸和乙二胺與蒸餾水混合,然后在200-260°c反應6-10小時,冷卻至室溫,使用透析袋透析純化,然后烘干,獲得碳點cds;
9、步驟三:zif@cds的制備:在攪拌條件下將六水合硝酸鋅和2-甲基咪唑加入到含有cds的甲醇中反應20-28小時,離心、洗滌,獲得產物zif@cds;
10、步驟四:在超聲條件室溫下,將金或金銀納米團簇溶液與zif@cds混合,即得。
11、具體的,步驟一中,所述haucl4和gsh的摩爾比為1:1-2;所述agno3、haucl4和gsh的摩爾比為0.1:1:1-2。
12、具體的,步驟二中,每1g檸檬酸對應添加300-400μl乙二胺,在室溫條件下混合攪拌。
13、進一步的,步驟三中,所述六水合硝酸鋅zn(no3)2·6h2o和2-甲基咪唑的質量比為1:?(2-16)。獲得zif@cds的粒徑為50-200?nm。六水合硝酸鋅和cds的質量比為140-160:1。
14、進一步的,步驟四中,所述金納米團簇或金銀納米團簇和zif@cds的質量比為1:(6-10),優(yōu)選為1:8。
15、本發(fā)明提供了采用上述制備方法制備所得的沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金或金銀納米團簇熒光材料。
16、基于同一發(fā)明構思,本發(fā)明還提供了上述沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金納米團簇熒光材料(au-zif@cds)在檢測農藥三唑磷tzp中的應用。具體應用時,可以將不同濃度的三唑磷與谷胱甘肽過氧化物酶孵育,然后將gsh、cu2+、hepes緩沖溶液及所述沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金納米團簇熒光材料混合并孵育,在360nm的激發(fā)波長下測量混合物的熒光光譜。進一步優(yōu)選,將不同濃度的三唑磷與谷胱甘肽過氧化物酶(gpx,10?mu/ml)孵育25分鐘,然后將gsh(10μm)、cu2+(1.5μm)、hepes緩沖溶液(ph=7.8)及所述沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金納米團簇熒光材料(40μl)混合并孵育20分鐘,在360nm的激發(fā)波長下測量混合物的熒光光譜。
17、基于同一發(fā)明構思,本發(fā)明還提供了上述沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金銀納米團簇熒光材料(cds@zif-auagncs)在檢測葡萄糖中的應用。具體應用時,可以將不同濃度的葡萄糖與葡萄糖氧化酶孵,然后將hepes緩沖溶液及所述沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金銀納米團簇熒光材料混合并孵育,在360nm的激發(fā)波長下測量混合物的熒光光譜。進一步優(yōu)選,將不同濃度的葡萄糖與葡萄糖氧化酶(gox,10?mu/ml)孵育25分鐘,然后將hepes緩沖溶液(ph=7.8)及所述沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金銀納米團簇熒光材料(40μl)混合并孵育20分鐘,在360nm的激發(fā)波長下測量混合物的熒光光譜。
18、和現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果如下:
19、本發(fā)明提供了一種沸石咪唑框架-8雙位點負載碳點及金納米團簇構建比率型增強熒光復合探針制備方法及應用。該方法基于沸石咪唑框架-8(zif-8)的內、外雙側空間負載特性,通過將碳點(cds)封裝于zif-8內部空間,構成比率熒光基線對照熒光基團,同時,將金納米團簇(auncs)自組裝于zif-8外側表面以提高負載量,基于空間限域或聚集誘導效應,提升單個auncs納米基團熒光性能,有效地克服了auncs熒光強度弱、穩(wěn)定性較差和制備可控性差的缺點,并且通過比率型模式校準可有效增強檢測目標的準確度。進一步,基于銅離子與該自組裝auncs納米基團之間的相互作用,實現(xiàn)了對農藥三唑磷的超靈敏檢測,檢測限低至0.04?ng/ml。本發(fā)明所得到的新型比率熒光復合探針具有制備方法簡單溫和,耗時短,靈敏度高等優(yōu)點。
20、本發(fā)明提供了基于熒光猝滅/增強效應構建碳點@金屬有機框架-金銀納米團簇及其制備方法和應用,該方法通過ag+對auncs中au分子的限制運動作用以提高auncs的熒光性能,進一步將auagncs組裝于cds@zif表面,基于空間限域或聚集誘導效應,提升單個納米基團熒光性能并極大增加負載量,有效地克服了金納米團簇熒光強度弱、穩(wěn)定性較差和制備可控性差的缺點。同時,基于zif-8的空腔可封裝藥物、酶、金屬納米材料和碳點(cds)等各種客體的特性,將熒光cds封裝到zif-8中以合成cds@zif,通過cds的聚集猝滅特性誘導cds熒光減弱,進而將cds@zif與金銀納米簇(auagncs)組裝,制備多功能cds@zif-auagncs納米復合材料。最終,利用葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下所產生的葡萄糖酸可降解zif-8,進而導致聚集的auncs分散而致的熒光減弱聚集的和cds分散所致的熒光增強效應,進行葡萄糖的超靈敏檢測。本發(fā)明所得到的新型熒光復合探針具有制備方法簡單溫和,耗時短,靈敏度高等優(yōu)點。