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专利名称：柠檬酸盐包覆的水溶性CdS纳米材料的合成及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及纳米技术领域，尤其涉及水溶性、柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合 成方法；本发明还涉及该材料在分析检测中的应用。
背景技术：
众所周知，半胱氨酸(Cys)是一种带有巯基的氨基酸，其在蛋白质折叠等生 物体功能中发挥着重要的作用[W. H. Wang，0. Rusin, X. Y. Xu, K. K. Kim, J. 0. Escobedo, S. 0. Fakayode, K. Α. Fletcher, Μ. Lowry, C. Μ. Schowalter, C. Μ. Lawrence, F. R. Fronczek, I. Μ. Warner, R. Μ. Strongin，J. Am. Chem. Soc. 127，(2005)，15949.]。人体内 Cys 的缺乏将引 起许多并发症如毛发变色、水肿、皮损、肌肉无力等。鉴于Cys在生物体的重要作用，其测定 越来越多的引起了人们的广泛关注[P. K. Sudeep, S. T. S. Joseph, K. G. Thomas, J. Am. Chem. Soc. 127，(2005) ,6516 ；H. Y. Shiu, H. C. Chong, Y. C. Leung, Μ. K. Wong, C. Μ. Che, Chem. Eur. J. 16，(2010)，3308 ；L. Shang, S. J. Dong, Biosens. Bioelectron. 24，(2009)，1569.]。量子点具有比传统的有机染料更加优异的性质[Klostranec JM, Chan WCW. Adv Mater, 2006,18 1953-1964 ；Bruchez MJ,Moronne M,Alivisatos A P.Science,1998，281 2013-2016]，有希望能够取代有机染料荧光探针。为了使量子点能够溶解在有机溶剂/水 中作为荧光探针使用，量子点的表面需要修饰一定的表面修饰剂。巯基化合物被广泛用作 量子点的表面修饰剂以制作荧光探针[Liang J G, Ai X P，He Z K，et al. Analyst, 2004, 129 619-622 ；Chen Y F, Chen Ζ, He Y J, et al. Nanotechnology,2010, 21 125502 ；Ali E Μ, Zheng Y G，Yu H H, et al. Anal. Chem.，2007，79 :9452_9458 ；Han B Y, Yuan J P, Wang E K. Anal. Chem.，2009,81 =5569-5573]。虽然巯基化合物修饰剂制备的量子点具有良好的荧 光特性，但是巯基化合物修饰的量子点的光稳定性不理想[Gaponik N,Talapin D V，Rogach A L，et al. J. Phys. Chem. B, 2002，106 :7177_7185]，光照下巯基化合物容易从表面脱落。人 们开始尝试使用不含巯基的表面修饰剂合成功能性量子点。柠檬酸三钠修饰的CdSe [Wang Y, Tang Z Y，Correa-Duarte M A, et al.J.Phys. Chem. B，2004，108 15461-15469 ； DENG Da-Wei (邓大伟)，YU Jun-Sheng (于俊生).Chinese J. Inorg. Chem. (ffuji Huaxue Xuebao) ,2008,24 :701_707]和 CdTe[Wang C L, Zhang H, Xu S H, et al. J. Phys. Chem. C, 2009,113 827-833]量子点已经被成功的合成，并且发现其具有独特的荧光特性和表面结 构。本发明通过温和的条件制备了柠檬酸盐包覆的水溶性CdS量子点，并成功将其应 用于半胱氨酸的测定。

发明内容
本发明的目的之一是提供一种工艺简单，反应快速，成本低廉的在水相中合成柠 檬酸盐包覆的CdS纳米材料的方法；目的之二是提供该纳米材料的用途。本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现
a.在溶有镉离子的可溶性盐溶液中加入可溶性柠檬酸盐，制得Cd-Cit的前驱体 溶液；b.用氢氧化钠溶液调节该前驱体溶液的PH值，冲入惰性气体30分钟以除去混合 液中的氧气；c.将硫化钠加入到上述混合液中，反应一段时间，得柠檬酸盐包覆的水溶性CdS 纳米材料。本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现所述的溶有镉离子的可溶性盐，选自高氯酸镉，氯化镉，硝酸镉，醋酸镉；所述的溶 有柠檬酸的可溶性盐，选自柠檬酸三钠，柠檬酸三钾，柠檬酸铵；反应物中镉元素和硫元素 的摩尔比在0.8 1-3 1;所述前驱体溶液的PH调节为6. 0-10.0;所述的反应时间为5 分钟-2小时；所述的反应温度为室温(25°C )-100°C。本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现本发明的检测半胱氨酸的纳米荧光探针用于尿液中半胱氨酸的分析检测。可以将所合成的纳米材料溶解在缓冲液中，然后加入含有半胱氨酸的溶液进行测 试。本发明的纳米荧光探针发光性能好，对半胱氨酸具有灵敏的选择性响应。并且，本发明 制备方法简单，反应快速，成本低，生产条件易于控制。


图1是发明制备的纳米材料的高分辨透射电镜(TEM)图；图2是发明制备的纳米材料的吸收及发射光谱图；图3是发明制备的纳米材料在不同浓度的半胱氨酸存在时的荧光光谱(A)及测定 体系的荧光强度与半胱氨酸浓度的关系图(B)；
具体实施例方式实施实例1 a.在40mL溶有9. OX l(T4mol L^CdCl2的水溶液中加入0. 8968克二水合柠檬酸三 钠，充分搅拌，制得Cd-Cit的前驱体溶液；b.用1. OM的氢氧化钠溶液调节该混合液pH为8. 5，冲入高纯氮气30分钟以除去 混合液中的氧气；c.将IOmL 2.0X10"4mol L—1硫化钠溶液加入到上述前驱体溶液中，90°C下反应 15分钟，得柠檬酸三钠包覆的水溶性CdS纳米材料。此条件下制备的产物的发射波长为 567nm。实施实例2 a.在40mL溶有1.0X 10_4mol L^1CdCl2的水溶液中加入1. 1679克一水合柠檬酸三 钾，充分搅拌，制得Cd-Cit的前驱体溶液；b.用1. OM的氢氧化钠溶液调节该混合液pH为9. 0，冲入高纯氮气30分钟以除去 混合液中的氧气；c.将IOmL 2.0X10"4mol L—1硫化钠溶液加入到上述前驱体溶液中，50°C下反应 1小时，得柠檬酸三钾包覆的水溶性CdS纳米材料。此条件下制备的产物的发射波长为590nmo实施实例3 a.在40mL溶有2. OX 10_4mol L^1CdCl2的水溶液中加入0. 8756克柠檬酸铵，充分 搅拌，制得Cd-Cit的前驱体溶液；b.用1. OM的氢氧化钠溶液调节该混合液pH为6. 0，冲入高纯氮气30分钟以除去 混合液中的氧气；c.将IOmL 2. OX 10_4 mol L—1硫化钠溶液加入到上述前驱体溶液中，室温下反应1 小时，得柠檬酸铵包覆的水溶性CdS纳米材料。此条件下制备的产物的发射波长为572nm。实施实例4 a.在40mL溶有9. OX 10_4mol L^1CdCl2的水溶液中加入0. 8968克二水合柠檬酸三 钠，充分搅拌，制得Cd-Cit的前驱体溶液；b.用1. OM的氢氧化钠溶液调节该混合液pH为7. 0，冲入高纯氮气30分钟以除去 混合液中的氧气；c.将IOmL 2.0X10_4mol L—1硫化钠溶液加入到上述前驱体溶液中，室温下反应 30分钟，得柠檬酸三钠包覆的水溶性CdS纳米材料。此条件下制备的产物的发射波长为 540nmo
权利要求
水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合成方法，其特征在于a、在溶有镉离子的可溶性盐的水溶液中加入可溶性柠檬酸盐，制得Cd Cit的前驱体溶液；b、用氢氧化钠溶液调节该前驱体溶液的pH值，冲入惰性气体30分钟以除去混合液中的氧气；c、将硫化钠加入到上述混合液中，反应一段时间，得水溶性CdS纳米材料。
2.根据权利要求1所述的水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合成方法，其特征在 于所述的溶有镉离子的可溶性盐，选自高氯酸镉，氯化镉，硝酸镉，醋酸镉；柠檬酸的可溶性 盐，选自柠檬酸三钠，柠檬酸三钾，柠檬酸铵。
3.根据权利要求1所述的水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合成方法，其特征在 于所述前驱体溶液的PH调节为6. 0-10. 0。
4.根据权利要求1所述的水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合成方法，其特征在 于反应物中镉元素和硫元素的摩尔比在0.8 1-3 1。
5.根据权利要求1所述的水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合成方法，其特征在 于反应时间为5分钟-2小时。
6.根据权利要求1所述的水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料的合成方法，其特征在 于反应温度为室温(25°C )-100°C。
7.权利要求1所述的水溶性柠檬酸盐包覆的CdS纳米材料能用于尿液中半胱氨酸的测定。
全文摘要
本发明提供柠檬酸盐包覆的水溶性CdS纳米材料的合成方法及用途。该合成方法按如下步骤进行a.在溶有镉离子的可溶性盐溶液中加入可溶性柠檬酸盐，制得Cd-Cit的前驱体溶液；b.用氢氧化钠溶液调节该前驱体溶液的pH值，冲入惰性气体除去混合液中的氧气；c.将硫化钠加入到上述混合液中，反应一段时间，得柠檬酸盐包覆的水溶性CdS纳米材料。本发明在温和的条件下可以获得分散性好且荧光性能良好的水溶性CdS量子点。所得量子点可用于半胱氨酸的分析测定。
文档编号G01N21/64GK101948685SQ20101027526
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者李在均, 王光丽, 董玉明 申请人:江南大学