一种4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇及其制备方法与应用

本发明涉及药物检测，具体涉及一种4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇及其制备方法与应用。

背景技术：

1、红霉素(ery)是一种典型的光谱大环内酯类抗生素，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有很强的抗菌活性，广泛用于治疗包括呼吸道感染、皮肤感染、支原体肺炎等多种疾病，以及养蜂、养牛等养殖业。然而，过量的红霉素将残留在地表水和动物源性食品中，进入人体后会引发内分泌紊乱、性早熟、致癌致畸等毒副作用。

2、传统的红霉素检测方法有高效液相色谱法、电化学检测、液相色谱-质谱法和薄层色谱发等。虽然这些方法都能够有效地检测环境或食品中残留的红霉素，但随着社会经济的发展，人们的环境保护意识和食品安全意识越来越强，实验室的仪器设备有限且昂贵、操作复杂、检测周期长，远远满足不了环境和食品安全保障的需求，故此需要开发现场快速检测方法来适应社会的需求。

3、荧光法具有高通量、高灵敏度、低成本、操作简单等优点，最重要的是可以借助便携式紫外灯作为激发源，通过裸眼观察荧光的产生、淬灭或强弱变化，以此实现对待测物的现场快速可视化检测。依赖于抗生素自身特殊结构，通过“主-客”体识别的方式是构建抗生素荧光传感器的有效方式。例如，四环素类、喹诺酮类抗生素含有特殊的β-二酮结构，能与稀土离子(eu3+、tb3+)结合并敏化发光，利用这一特点四环素类、喹诺酮类抗生素的现场快速可视化检测被广泛研究。然而，与四环素类、喹诺酮类抗生素不同，有关红霉素的现场快速可视化检测研究少之又少。因为目前尚未出现能够特异性识别红霉素的有效方法，已有研究往往通过分子印迹技术来实现对红霉素的特异性传感，然而分子印迹技术往往涉及复杂的材料制备过程。如何构建可特异性识别红霉素的探针以实现对红霉素简单、灵敏和快捷的可视化检测仍然是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇及其制备方法与应用，以解决现有缺乏特异性识别红霉素的探针以实现对红霉素简单、灵敏和快捷的可视化检测方法的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将nh2nh2水溶液与cucl2水溶液混合，搅拌，得到混合溶液；

5、(2)向混合溶液中加入4-疏基苯硼酸，搅拌，制得。

6、本发明的有益效果为：本发明通过cu2+在还原剂nh2nh2的作用下被还原为cu(0)或cu(i)，配体4-mpba通过cu-s键连接到cu(0)或cu(i)上，最终形成4-mpba@cuncs；制备方法简单，条件温和，制备速率快，适合大规模工业化生产。

7、进一步地，步骤(1)中nh2nh2水溶液的体积分数为10-30％；cucl2水溶液的浓度为5-10mmol/l；nh2nh2水溶液和cucl2水溶液的体积比为0.1-1：10-30；搅拌的温度为20-30℃，时间为30-90s，转速为400-1000rpm。

8、优选地，步骤(1)中nh2nh2水溶液的体积分数为20％；cucl2水溶液的浓度为7.5mmol/l；nh2nh2水溶液和cucl2水溶液的体积比为0.5：20；搅拌的温度为25℃，时间为60s，转速为600rpm。

9、进一步地，步骤(2)中4-疏基苯硼酸加入后浓度为0.1-0.3mmol/l；搅拌的温度为20-30℃，时间为20-40min，转速为400-1000rpm。

10、优选地，步骤(2)中4-疏基苯硼酸加入后浓度为0.2mmol/l；搅拌的温度为25℃，时间为30min，转速为600rpm。

11、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明反应在室温下进行，反应条件温和，制备过程中不添加对环境有毒害的物质，也不会产生对环境有害的毒副产物，制备过程无需复杂的精细化仪器或大型设备，制备成本低。

12、一种4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇，采用上述制备方法制得。

13、上述4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇在检测红霉素中的应用。

14、本发明的有益效果为：本发明制得的4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇首先通过硼酸基团与红霉素上的顺式-1,2-二醇发生酯环化反应，形成4-mpba@cuncs-红霉素结合体，由于结合体疏水性的增加以及静电排斥的下降，导致结合体逐渐聚集，聚集后的结合体其配体的非辐射跃迁被抑制，导致荧光强度增强，荧光寿命增加；本发明制得的4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇在红霉素检测中具有良好的准确性、高灵敏度和选择性。

15、进一步地，上述应用，包括以下步骤：

16、(a)将4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇加入不同浓度的红霉素溶液中测定荧光发射谱图，计算得到荧光强度与红霉素浓度的线性方程；

17、(b)将4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇加入待测样品溶液中测定荧光强度，根据步骤(a)所得线性方程计算得到红霉素浓度。

18、进一步地，步骤(a)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与红霉素溶液的体积比为2-4：3-7；检测体系为：先在室温条件下孵育8-12min，然后在350-400nm的激发，4-6nm的入射狭缝，4-6nm的出射狭缝条件下，测定450-750nm波段范围内的荧光发射光谱。

19、优选地，步骤(a)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与红霉素溶液的体积比为3：5；检测体系为：先在室温条件下孵育10min，然后在378nm的激发，5nm的入射狭缝，5nm的出射狭缝条件下，测定594nm波段范围内的荧光发射光谱。

20、进一步地，步骤(b)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与待测样品溶液的体积比为2-4：3-7；检测体系为：先在室温条件下孵育8-12min，然后在350-400nm的激发，4-6nm的入射狭缝，4-6nm的出射狭缝条件下，测定450-750nm波段范围内的荧光发射光谱。

21、优选地，步骤(b)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与待测样品溶液的体积比为3：5；检测体系为：先在室温条件下孵育10min，然后在378nm的激发，5nm的入射狭缝，5nm的出射狭缝条件下，测定594nm波段范围内的荧光发射光谱。

22、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过以制得的4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇为荧光探针进行红霉素的荧光检测，检测结果与高效液相色谱所测结果具有良好的一致性，本发明荧光检测方法具备良好的准确性、高灵敏度和选择性。

23、进一步地，上述应用，包括以下步骤：

24、(a)将4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇加入不同浓度的红霉素溶液中进行孵育后，于紫外灯下拍摄标准体系照片；

25、(b)将4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇加入待测样品溶液中进行孵育后，于紫外灯下拍摄检测样品照片与步骤(a)所得标准体系照片荧光颜色进行对比，实现红霉素浓度的裸眼检测。

26、进一步地，步骤(a)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与红霉素溶液的体积比为2-4：3-7；孵育时间为8-12min，温度为20-30℃，紫外灯波长为250-350nm；所述步骤(b)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与待测样品溶液的体积比为2-4：3-7；孵育时间为8-12min，温度为20-30℃，紫外灯波长为250-350nm。

27、优选地，步骤(a)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与红霉素溶液的体积比为3：5；孵育时间为10min，温度为25℃，紫外灯波长为302nm；所述步骤(b)中4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与待测样品溶液的体积比为3：5；孵育时间为10min，温度为25℃，紫外灯波长为302nm。

28、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明制得的4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇与不同浓度的红霉素混合后在紫外灯下呈现出由无到出现明亮红色荧光的明显变化，不涉及分子印迹技术，具备裸眼可视化能力，有望实现红霉素的低成本的野外现场快速检测。

29、本发明具有以下有益效果：

30、(1)本发明提供了一种4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇的制备方法，制备方法简单，条件温和，制备速率快，适合大规模工业化生产。

31、(2)本发明制备得到的4-疏基苯硼酸修饰的铜纳米团簇可应用于红霉素的荧光检测和紫外光下裸眼可视化检测，检测方法具有良好的准确性、高灵敏度和选择性，不涉及分子印迹技术，具备裸眼可视化能力，有望实现红霉素的低成本的野外现场快速检测。