一種熒光納米金簇凝膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化學及生物科學領域，涉及一類對pH敏感的熒光納米金簇凝膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在現代化學、農業、生物和環境科學中，pH值的測量顯得尤為重要。測定pH值的變化一般采用對PH值敏感的膜玻璃電極。然而，傳統的玻璃電極具備一些缺點，如體積大，需要液體的量較多，玻璃容易破裂等，限制了其應用。用不同的材料制備新的PH傳感器引起了大家的研究興趣。
[0003]目前有測定pH的納米凝膠的相關技術，但大多直接采用高分子聚合物材料制備成納米凝膠。例如，有技術將聚苯乙烯/聚丙烯酸核-殼型微凝膠為載體，在堿性條件下使其溶脹，再加入金的前驅體，利用PH敏感性微凝膠殼層網鏈的限域作用，加入還原劑硼氫化鈉、輔助還原劑和穩定劑檸檬酸鈉，一步合成了 pH敏感性復合微凝膠材料。但現有的凝膠不具備熒光性能，不能通過簡單的顏色變化指示PH值的變化。

【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明提供了具備熒光性能、對pH值極為敏感、操作簡單、重現性好的熒光納米金簇水凝膠及其制備方法。
[0005]—種熒光納米金簇凝膠，組分包括:以體積百分比計，30-50%金納米簇，50-70%多聚糖水溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為0.1-2%。
[0006]上述熒光納米金簇凝膠的制備方法，其步驟包括:
[0007]A、50_80°C下，將金納米簇加入至多聚糖水溶液中，使金納米簇體積百分比為30-50 %，多聚糖水溶液體積百分比為50-70 %，混合均勻得金納米簇多聚糖混合溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為0.1-2% ;
[0008]B、將金納米簇多聚糖混合溶液靜置，用水清洗，得金納米簇水凝膠。
[0009]本發明的有益效果是:
[0010]1、制備的金納米簇水凝膠對pH極為敏感，隨著pH的增加，凝膠的熒光強度減弱，可以明顯指示體系中PH的變化，隨著pH的增加，納米金簇水凝膠的熒光強度逐漸減弱，通過簡單的顏色變化指示PH值的變化，指示pH值的范圍很廣，且凝膠性狀較均勾，檢測結果準確、重現性好。
[0011]2、原料易得、成本低廉、來源廣泛，制備過程無污染、操作簡單易行，可進行大規模工業化生產。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例1的熒光納米金簇凝膠不同pH值下的熒光成像圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明第一方面提供了一種熒光納米金簇凝膠，組分包括:以體積百分比計，30-50 %金納米簇，50-70 %多聚糖水溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為
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[0014]優選的，所述多聚糖包括瓊脂糖。多聚糖起到使金納米簇溶液凝膠化的作用，瓊脂糖與金納米簇相互之間具有協同作用，使最終得到的凝膠性狀均勻，對PH值的變動極為敏感，檢測準確重現性好。
[0015]更加優選的，所述多聚糖水溶液中含有海藻酸鈉或明膠中的一種或幾種。
[0016]本發明第二方面提供了上述熒光納米金簇凝膠的制備方法，其步驟包括:
[0017]A、50_80°C下，將金納米簇加入至多聚糖水溶液中，使金納米簇體積百分比為30-50 %，多聚糖水溶液體積百分比為50-70 %，混合均勻得金納米簇多聚糖混合溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為0.1-2% ;
[0018]B、將金納米簇多聚糖混合溶液靜置，用水清洗，得金納米簇水凝膠。
[0019]優選的，所述金納米簇的制備方法包括如下步驟:
[0020]a、將含Au3+化合物加入BSA水溶液或DNA水溶液或谷胱甘肽水溶液中，以質量比計，使八113+川34、0嫩或谷胱甘肽為1?3:2?9;
[0021]b、調節pH至9-13，20-50 °C下攪拌10_20h，透析36_48h，得金納米簇。
[0022]更加優選的，所述含Au3+化合物包括氯金酸。
[0023]優選的，所述多聚糖包括瓊脂糖。
[0024]更加優選的，所述多聚糖水溶液中含有海藻酸鈉或明膠中的一種或幾種。
[0025]進一步優選的，所述瓊脂糖、海藻酸鈉和明膠的重量比為5-9.5:0.5-3:0.5-2。
[0026]下面將結合具體實施例對本發明提供的熒光納米金簇凝膠及其制備方法予以進一步說明。
[0027]實施例1
[0028](I)將牛血清白蛋白(BSA)溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0029](2)將含金離子化合物氯金酸按照Au3+:BSA重量比比為1:3加入溶液中，混合均勻；
[0030](3)在攪拌作用下，加入氫氧化鈉調節溶液的pH值至12，在50度的溫度下繼續攪拌過夜制得金納米簇原液；
[0031 ] (4)沉淀金納米簇原液，重新分散制得提純的金納米簇溶液；
[0032](5)將0.4% (w/v)的瓊脂糖加入到去離子水中，即每10ml去離子水中加入0.4g瓊脂糖，加熱，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加熱；
[0033](6)待多聚糖溶液冷卻至60°C后，按照體積比為0.5:1將金納米簇溶液加入到多聚糖溶液中，攪拌均勻，制得金納米簇多聚糖混合溶液；
[0034](7)趁熱將金納米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，靜止放置30分鐘，用超純水清洗5次，每次用量1ml，即制得金納米簇水凝膠。
[0035]以上方法制備的熒光納米金簇凝膠，組分包括:以體積百分比計，33.3%金納米簇，66.7 %多聚糖水溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為0.4 %。
[0036]將上述金納米簇水凝膠置于不同的pH值環境下，金納米簇水凝膠的熒光成像結果如附圖1所示，圖中，由左至右的pH值依次為4，5，6，7，8，9，10，U。由圖中結果可知，隨著pH的增加，納米金簇水凝膠的熒光強度逐漸減弱，對pH值的變化敏感，并通過顏色變化直觀地對PH變化進行指示，且指示pH值的范圍很廣，實用性強。
[0037]實施例2
[0038](I)將DNA溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0039](2)將含金離子化合物氯金酸按照Au3+:DNA重量比比為1:4加入溶液中，混合均勻；
[0040](3)在攪拌作用下，加入氫氧化鈉調節溶液的pH值至11，在37°C的溫度下繼續攪拌過夜制得金納米簇原液；
[0041 ] (4)沉淀金納米簇原液，重新分散制得提純的金納米簇溶液；
[0042](5)將瓊脂糖、海藻酸鈉和明膠按照重量比為7:2:1混合均勾，再將0.7% (w/v)的混合粉末加入到去離子水中，即每10ml去離子水中加入0.7g混合粉末，加熱，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加熱；
[0043](6)待多聚糖溶液冷卻至65°C后，按照體積比為1:1將金納米簇溶液加入到多聚糖溶液中，攪拌均勻，制得金納米簇多聚糖混合溶液；
[0044](7)趁熱將金納米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，靜止放置40分鐘，用超純水清洗3次，每次用量8ml，即制得金納米簇水凝膠。
[0045]以上方法制備的熒光納米金簇凝膠，組分包括:以體積百分比計，50%金納米簇，50%多聚糖水溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為0.7%。
[0046]將制備得到的金納米簇水凝膠置于不同的pH值環境下，進行熒光成像檢測，檢測結果與實施例1所得結果一致。
[0047]實施例3
[0048](I)將谷胱甘肽溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0049](2)將含金離子化合物氯金酸按照Au3+:谷胱甘肽重量比比為2:5加入溶液中，混合均勻；
[0050](3)在攪拌作用下，加入氫氧化鈉調節溶液的pH值至10，在30度的溫度下繼續攪拌過夜制得金納米簇原液；
[0051 ] (4)沉淀金納米簇原液，重新分散制得提純的金納米簇溶液；
[0052](5)將瓊脂糖、海藻酸鈉和明膠按照重量比為7:1.5:1.5混合均勻，再將1.2%(w/V)的混合粉末加入到去離子水中，即每10ml去離子水中加入1.2g混合粉末，加熱，使其完全溶解形成多聚糖溶液，停止加熱；
[0053](6)待多聚糖溶液冷卻至65°C后，按照體積比為2:3將金納米簇溶液加入到多聚糖溶液中，攪拌均勻，制得金納米簇多聚糖混合溶液；
[0054](7)趁熱將金納米簇多聚糖混合溶液倒入模具中，靜止放置40分鐘，用超純水清洗3次，每次用量5ml，即制得金納米簇水凝膠。
[0055]以上方法制備的熒光納米金簇凝膠，組分包括:以體積百分比計，40%金納米簇，60%多聚糖水溶液，所述多聚糖水溶液中多聚糖與水的重量體積比為1.2%。
[0056]將制備得到的金納米簇水凝膠置于不同的pH值環境下，進行熒光成像檢測，檢測結果與實施例1所得結果一致。
[0057]實施例4
[0058](I)將BSA溶解在水溶液中形成澄清透明的溶液；
[0059](2)將含金離子化合物氯金酸按照Au3+:BSA重量比為3:7加入溶液中，混合均勻；
[0060](3)在攪拌作用下，加入氫氧化鈉調節溶液的pH值至9，在40度的溫度下繼續攪拌過夜制得金納米簇原液；
[0061 ] (4)沉淀金納米簇原液，重新分散制得提純的金納米簇溶液；
[0062](5)將瓊脂糖、海藻酸鈉和明膠按照重量比為8.5:0.5:1混合均勻，再將1.2%(w/V)的混合粉末加入到去離子水中，即每10ml去離子水中加入