銀納米粒子誘導(dǎo)苝衍生物探針自組裝的苝激基締合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種銀納米粒子誘導(dǎo)苝衍生物探針自組裝的苝激基締合物及其制備方法，屬于生物分析技術(shù)領(lǐng)域。該方法將銀納米粒子溶液和苝衍生物探針溶液混合，得到苝激基締合物；所述的銀納米粒子的粒徑為19.69?29.34。本發(fā)明首次利用銀納米粒子與苝探針結(jié)合，形成締合物不需要共價修飾，步驟簡單，成本較低廉，且在探針濃度很低的情況下，銀納米粒子即可誘導(dǎo)其形成明顯的締合物熒光，而且其集聚體可以通過金屬增強效應(yīng)有效增加締合物發(fā)射強度，探針濃度在很低時依然可觀察到明顯的締合物熒光。
【專利說明】
銀納米粒子誘導(dǎo)茈衍生物探針自組裝的茈激基締合物及其制 備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于生物分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銀納米粒子誘導(dǎo)茈衍生物探針自組 裝的茈激基締合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 茈衍生物是一類芳香稠環(huán)共輒化合物，它有大的3T-JT共輒電子結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩個或多個 激發(fā)態(tài)的分子相互靠近時，可以觀察到很強的激基締合物(Excimer)熒光。激基締合物熒光 具有其較大的stokes位移和較長的熒光壽命，在生物分析和生物傳感中有廣泛應(yīng)用。例如 2014年Wang Fangyuan等人利用花探針的激基締合物焚光實現(xiàn)了不同基底上的指紋識別 (Anal.Methods.，2014,6,654-657)。2015年Wang Yan等人利用聚合物誘導(dǎo)茈探針形成激基 締合物，并將其成功應(yīng)用于甲基化酶活性及抑制劑檢測（Anal. Chem. ,2014,86,4371-4378) 〇
[0003] 目前已報道的獲得茈激基締合物的手段主要分為兩大類:共價和非共價方法。共 價方法是通過化學(xué)修飾使兩個或多個分子偶聯(lián)結(jié)合起來，形成更大的Ji-Ji共輒結(jié)構(gòu)。但是共 價方法技術(shù)上要求苛刻，繁瑣耗時，而且成本較高。已報道的非共價方法主要包括改變溫 度，調(diào)整溶劑極性，由小分子或聚合物誘導(dǎo)以及自組裝形成納米結(jié)構(gòu)。這些方法通常都需要 發(fā)光分子處于很高的濃度范圍（微摩爾級別）。因此迫切需要發(fā)掘可以使茈衍生物在低濃度 就可以檢測到可觀的熒光發(fā)射的新方法。
[0004] 研究發(fā)現(xiàn)貴金屬（例如金、銀)納米材料可以很好的增強發(fā)光物質(zhì)的熒光，這種現(xiàn) 象被稱為金屬增強焚光(Metal-enhanced fluorescence，MEF)。當(dāng)發(fā)光物質(zhì)足夠靠近金屬 表面，金屬的表面等離子共振效應(yīng)(Surface plasmon resonance，SPR)使其表面的電磁場 強度急劇增強。金屬表面的電磁場與發(fā)光基團(tuán)形成耦合體系，有效地增強激發(fā)和輻射衰變， 進(jìn)而使得熒光發(fā)射顯著增強。金屬納米材料增強熒光效應(yīng)和納米材料的形狀尺寸，納米材 料與發(fā)光基團(tuán)之間的距離以及發(fā)光物質(zhì)的發(fā)射光譜與納米材料的SPR光譜重疊情況密切相 關(guān)。銀納米材料因為其很強的SPR效應(yīng)被廣泛應(yīng)用于各種發(fā)光物質(zhì)的熒光增強，包括熒光染 料、量子點、共輒聚合物以及上轉(zhuǎn)換材料。然而，銀納米材料在茈衍生物激基締合物熒光增 強方面的應(yīng)用卻很少，只有Ryohei Yasukuni等利用銀立方體來增強花衍生物薄膜的激基 締合物發(fā)光（Journal of Phtochemistry and Photobiology A:Chemistry,2011,221， 194-198)。他們在茈衍生物薄膜表層自組裝了一層銀立方體，銀立方體的SPR效應(yīng)就可以很 好地增強茈的締合物熒光。此方法不足的地方在于銀立方體合成可控性較差，層層組裝步 驟繁瑣以及需要很高濃度的茈探針，導(dǎo)致成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了提供現(xiàn)有的方法需要很高濃度的茈探針且方法繁瑣的問題， 而提供一種銀納米粒子誘導(dǎo)茈衍生物探針自組裝的茈激基締合物及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明首先提供一種銀納米粒子誘導(dǎo)茈衍生物探針自組裝的茈激基締合物的制 備方法，該方法包括：
[0007] 將銀納米粒子溶液和茈衍生物探針溶液混合，得到茈激基締合物;所述的銀納米 粒子的粒徑為19.69-29.34。
[0008] 優(yōu)選的是，所述的茈衍生物探針的結(jié)構(gòu)為：
[0010]優(yōu)選的是，所述的銀納米粒子溶液是將銀納米粒子、磷酸鹽緩沖溶液和水混合得 到的。
[0011]優(yōu)選的是，所述的銀納米粒子溶液和茈衍生物探針溶液的體積比為396:4。
[0012]優(yōu)選的是，所述的茈衍生物探針的終濃度為10-200nM。
[0013] 本發(fā)明還提供上述制備方法得到的茈激基締合物。
[0014] 本發(fā)明的有益效果
[0015] 本發(fā)明提供一種銀納米粒子誘導(dǎo)茈衍生物探針自組裝的茈激基締合物及其制備 方法和應(yīng)用，該方法將銀納米粒子溶液和茈衍生物探針溶液混合，得到茈激基締合物;所述 的銀納米粒子的粒徑為19.69-29.34。與現(xiàn)有技術(shù)相對比，本發(fā)明首次利用銀納米粒子與茈 探針結(jié)合，形成締合物不需要共價修飾，步驟簡單，成本較低廉，且在探針濃度很低的情況 下，銀納米粒子即可誘導(dǎo)其形成明顯的締合物熒光，而且其集聚體可以通過金屬增強效應(yīng) 有效增加締合物發(fā)射強度，所以探針濃度在很低時依然可觀察到明顯的締合物熒光。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明茈激基締合物形成的原理示意圖；
[0017] 圖2為不同濃度銀納米粒子與探針作用后探針熒光光譜的變化圖以及締合物熒光 與單體熒光比值(Ie/Im)隨銀納米粒子濃度的變化圖；
[0018] 圖3為銀納米粒子在加入茈探針前(A)和后(B)SPR光譜圖；
[0019] 圖4為銀納米粒子與不同濃度探針作用后探針熒光光譜的變化圖；
[0020] 圖5為對比例1和2納米粒子加入探針前后的SPR光譜(A)以及探針熒光光譜(B)。
【具體實施方式】
[0021] 本發(fā)明首先提供一種銀納米粒子誘導(dǎo)茈衍生物探針自組裝的茈激基締合物的制 備方法，該方法包括：
[0022] 將銀納米粒子溶液和茈衍生物探針溶液混合，得到茈激基締合物;所述的銀納米 粒子的粒徑為19 · 69-29 · 34nm。
[0023] 按照本發(fā)明，所述的銀納米粒子溶液優(yōu)選是將銀納米粒子、磷酸鹽緩沖溶液和水 混合得到的，所述的磷酸鹽緩沖溶液的pH優(yōu)選為7.0,銀納米粒子、磷酸鹽緩沖溶液和水的 體積比優(yōu)選為40:20:336。
[0024] 按照本發(fā)明，所述的銀納米粒子的制備方法采用本領(lǐng)域熟知的方法制備而成，沒 有特殊限制，本發(fā)明的銀納米粒子是參照文獻(xiàn)Journal of Colloid and Interface Science，2013，394，263-268 制備得到的。
[0025]按照本發(fā)明，所述的茈衍生物探針溶液是將茈衍生物探針溶于水中得到的，所述 的花衍生物探針溶液的濃度優(yōu)選為1 0 -2 0 0nM，所述的花衍生物探針是參照文獻(xiàn) Angew · Chem. Int · Ed ·，2010，49，1485-1488制備得到的。所述的茈衍生物探針的結(jié)構(gòu)優(yōu)選 為：
[0027] 按照本發(fā)明，所述的茈衍生物探針的終濃度優(yōu)選為10-200nM;所述的銀納米粒子 溶液和茈衍生物探針溶液的體積比優(yōu)為396: 4。
[0028] 本發(fā)明還提供上述制備方法得到的茈激基締合物。
[0029] 按照本發(fā)明，所述的銀納米粒子表面保護(hù)劑是檸檬酸鈉，因此其在緩沖液中是帶 負(fù)電荷，茈衍生物探針是帶正電荷，帶正電荷的茈衍生物探針(Probe 1)在水溶液單獨存在 時，主要是以單體形式存在，熒光主要是單體熒光發(fā)射。圖1為本發(fā)明茈激基締合物形成的 原理示意圖，當(dāng)加入負(fù)電荷的銀納米粒子，由于正負(fù)電荷靜電吸引作用，銀納米粒子誘導(dǎo)探 針集聚，導(dǎo)致單體熒光集聚淬滅，并形成激基締合物熒光(如圖1所示）。
[0030] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0031] 實施例1
[0032] 將396uL銀納米粒子溶液和4uL茈衍生物探針溶液（10uM)混合，得到茈激基締合 物；所述的銀納米粒子(48-1即8 48-2即8和48-3即8)的粒徑分別為9.74、19.69和 29 · 34nm;茈衍生物探針的終濃度為100nM。
[0033] 所述的銀納米粒子溶液包括20uL磷酸鹽緩沖液(pH=7.0)、Ag NPs(0~lOOuL，間 隔10uL)和H20，最終體積396uL。
[0034] 圖2為不同濃度（以Ag NPs的初始加入體積占溶液總體積來表示濃度)銀納米粒子 (A，B，C分別對應(yīng)Ag-1 NPs，Ag-2 NPs，Ag-3 NPs)與探針作用后探針熒光光譜的變化圖（比 值升高部分），以及締合物熒光與單體熒光比值(Ie/Im)隨銀納米粒子濃度的變化圖(D)，圖2 說明：隨著銀納米粒子濃度的增加，545nm處的單體焚光發(fā)射逐漸被淬滅，但是660nm處締合 物熒光變化卻有所不同，尺寸最小(Ag-1 NPs)的銀納米粒子誘導(dǎo)時，無法觀察到締合物熒 光，而尺寸較大(Ag-2，Ag-3 NPs)的銀納米粒子誘導(dǎo)時，均可觀察到很好的締合物熒光。說 明締合物熒光的形成與銀納米粒子的粒徑有較大關(guān)系。
[0035]圖3為銀納米粒子在加入茈探針前(A)和后(B)SPR光譜圖，圖3說明：加入茈探針以 前，銀納米粒子呈良好的單體分散狀態(tài)，其主要SPR峰位分別是387，391，和394nm。加入探針 以后，銀納米粒子被誘導(dǎo)形成集聚體，單體SPR峰強度急劇下降，較大尺寸銀納米粒子(Ag-2 NPs，Ag-3 NPs)分別在630nm和657nm處生成了明顯的集聚體SPR峰，這是因為較大尺寸銀納 米粒子的集聚體SPR峰位很靠近茈探針激基締合物的發(fā)射峰位660nm，因此可能會通過金屬 增強熒光效應(yīng)有效增加探針的締合物熒光，而小尺寸銀納米粒子(Ag-1 NPs)則無明顯集聚 峰生成。這結(jié)果與上面熒光光譜的變化結(jié)果相一致。
[0036] 實施例2
[0037] 將396uL銀納米粒子溶液和4uL不同濃度的茈衍生物探針溶液混合，得到茈激基締 合物;所述的銀納米粒子Ag NPs的粒徑為29.34nm;茈衍生物探針的終濃度分別為0，5，10， 20，25，50，75，100，125，150，175和200ηΜ·。
[0038] 所述的銀納米粒子溶液包括20uL磷酸鹽緩沖液（pH = 7.0)、Ag NPs(40uL)和 336uLH20，最終體積396uL。
[0039] 圖4為銀納米粒子與不同濃度探針作用后探針熒光光譜的變化圖，圖4說明：隨著 探針濃度的增加，660nm處締合物熒光也不斷增強，而且在探針濃度低至10nM時，就可以觀 察到締合物熒光，和現(xiàn)有技術(shù)中其他誘導(dǎo)締合物形成的方法相比，所需探針濃度低了2~3 個數(shù)量級。
[0040] 對比例1
[00411 將396uL Fe304納米粒子溶液和4uL茈衍生物探針溶液（10uM)混合，得到混合物;所 述的Fe304粒子的粒徑分別為30nm;花衍生物探針的終濃度為ΙΟΟηΜ;所述的Fe304納米粒子 溶液包括20uL磷酸鹽緩沖液(pH=7.0)、Fe 304粒子(40uL)和336uL H20，最終體積396uL。
[0042] 對比例2
[0043] 將396uL Si02納米粒子溶液和4uL茈衍生物探針溶液（10uM)混合，得到混合物;所 述的Si〇2納米粒子的粒徑分別為30nm;花衍生物探針的終濃度為ΙΟΟηΜ;所述的Si〇2納米粒 子粒子溶液包括20uL磷酸鹽緩沖液（pH = 7.0)、Si02粒子（40uL)和336uL H20,最終體積 396uL〇
[0044] 圖5為對比例1和2納米粒子加入探針前后的SPR光譜(A)以及探針熒光光譜(B)，圖 5說明：只有誘導(dǎo)集聚后單體熒光的淬滅，沒有明顯締合物熒光。這是因為它們在靠近締合 物發(fā)射峰位處均不具有明顯的SPR峰，因此它們也無法通過金屬增強效應(yīng)增強其締合物發(fā) 光。至此銀納米粒子不僅僅可以誘導(dǎo)茈探針集聚形成締合物，而且其集聚體可以通過金屬 增強效應(yīng)有效增加締合物發(fā)射強度，所以探針濃度在很低時依然有明顯的締合物熒光可觀 察到。
【主權(quán)項】
1. 一種銀納米粒子誘導(dǎo)巧衍生物探針自組裝的巧激基締合物的制備方法，其特征在 于，該方法包括： 將銀納米粒子溶液和巧衍生物探針溶液混合，得到巧激基締合物;所述的銀納米粒子 的粒徑為19.69-29.34。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米粒子誘導(dǎo)巧衍生物探針自組裝的巧激基締合物的 制備方法，其特征在于，所述的巧衍生物探針的結(jié)構(gòu)為：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米粒子誘導(dǎo)巧衍生物探針自組裝的巧激基締合物的 制備方法，其特征在于，所述的銀納米粒子溶液是將銀納米粒子、憐酸鹽緩沖溶液和水混合 得到的。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米粒子誘導(dǎo)巧衍生物探針自組裝的巧激基締合物的 制備方法，其特征在于，所述的銀納米粒子溶液和巧衍生物探針溶液的體積比為396:4。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米粒子誘導(dǎo)巧衍生物探針自組裝的巧激基締合物的 制備方法，其特征在于，所述的巧衍生物探針的終濃度為10-200nM。6. 權(quán)利要求1-5任何一項所述的制備方法得到的巧激基締合物。
【文檔編號】C09K11/06GK105969343SQ201610322812
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】于聰, 李娟敏, 李永新
【申請人】中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所