[發(fā)明專利]一種基于熒光碳點、共摻雜納米晶的比率型熒光探針及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010150102.7
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111253932A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸陽清;王凱;陳澤楷;張鑫洋
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州眾道光電科技有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/74;B82Y40/00;G01N21/64
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本發(fā)明屬于無機發(fā)光材料領(lǐng)域，一種基于熒光碳點、共摻雜納米晶的比率型熒光探針及其制備方法和應(yīng)用，該比率型熒光探針包括二氧化硅微球和10Ca/6Tb:Bi2O2S納米晶，二氧化硅微球表面氨基化后修飾一層10Ca/6Tb:Bi2O2S納米晶，并在10Ca/6Tb:Bi2O2S納米晶外層還包裹修飾有氨基化熒光碳量子點。采用10Ca/6Tb:Bi2O2S納米晶量子點修飾在二氧化硅微球表面，且由于二氧化硅的網(wǎng)格是光透明的，能很大程度上減小熒光信號標簽的光強度損失。采用生物毒性低的熒光碳量子點嚴實地包裹在量子點表面，不僅增加了微球最外層的碳點負載的效率，而且也降低了探針的生物毒性。在運用這種探針進行L929細胞內(nèi)Hg2+檢測及成像時，由于探針的毒性低，L929細胞對它的攝取足量，使得該探針在細胞內(nèi)Hg2+超靈敏無干擾的分析檢測中具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機發(fā)光材料領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熒光碳點、共摻雜納米晶的比率型熒光探針及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

汞是毒性較強的金屬元素之一主要以Hg0、Hg²⁺以及有機汞三種形式存在其中有機汞的毒性最大。Hg²⁺被吸收后可通過血液循環(huán)系統(tǒng)進入全身及各個組織器官可造成中樞神經(jīng)異常以及肝、腎等內(nèi)臟的不可逆轉(zhuǎn)地永久性損害導致食欲不振、懶惰等癥狀。采用熒光探針檢測Hg²⁺具有高靈敏度與高分辨率的特性目前主要研究的探針包含碳量子點、MOF或者有機物體系這些體系的光學性能不穩(wěn)定例如有機物的發(fā)光效率會隨著照射時間的延長而減弱。

目前汞離子檢測的方法主要分為兩大類，一類是依賴大型分析儀器的檢測方法，主要有原子吸收光度法(AAS)、原子熒光光譜法(AFS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、共振瑞利散射光譜法(RSS)、電化學法、氣相色譜法、液相色譜法、質(zhì)譜法以及多種儀器聯(lián)用技術(shù)法等這些方法大都需要對樣品進行富集、分離等專業(yè)而的繁瑣預處理過程對操作者有一定的安全隱患再者儀器價格昂貴運行、維護費用高檢測成本太高。另一類是化學傳感器檢測方法該方法具有靈敏、簡便、響應(yīng)時間短、分析速度快、選擇性較高、實時檢測及生物應(yīng)用等區(qū)別于大型分析儀器檢測方法的突出優(yōu)點。

量子點(QuantumDotQD)又稱為納米晶或人造原子是一種由II-VI族或III-V族元素組成的準零維(quasi-zero-dimensional)的納米顆粒。通常量子點在三個維度上的尺寸都在100納米(nm)以下。由于量子限域效應(yīng)(quantumconfinementeffect)量子點中的電子和空穴具有分立能級結(jié)構(gòu)受激后可以發(fā)射熒光。通過控制量子點的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸可以方便地調(diào)節(jié)其能隙寬度、激子束縛能的大小以及激子的能量藍移等電子狀態(tài)。隨著量子點尺寸的逐漸減小量子點的光吸收譜出現(xiàn)藍移現(xiàn)象。尺寸越小則譜藍移現(xiàn)象也越顯著即所謂的量子尺寸效應(yīng)。由于量子點可吸收所有高于其帶隙能量的光子而發(fā)射的光波長(即顏色)具有尺寸依賴性因此可用尺寸不同的同類量子點形成發(fā)光波長(即顏色)不同的一系列標記物。

中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)枺?公開了制備納米晶的過程中通過加入堿土鈣離子降低硫氧化鉍納米晶的形核能壘進而促進硫氧化鉍納米晶的生長且納米晶表面由于油酸的包覆而帶負電。制備得到的Ca/Tb:Bi₂O₂S納米晶材料在254nm紫外燈照射下發(fā)出明亮的綠光熒光，量子效率為40.2％。在該體系中Tb³⁺離子的5d能級位置較低4f-5d躍遷位于紫外區(qū)域與Hg²⁺離子在紫外區(qū)域的吸收峰位置相近當納米晶表面通過靜電吸附Hg²⁺離子后Tb³⁺離子5d能級上的電子經(jīng)Hg²⁺離子無輻射弛豫到基態(tài)減少了Tb³⁺離子⁵D₄能級的電子布居數(shù)導致Tb³⁺離子的發(fā)光強度減弱且減弱的幅度非常明顯非常適合于Hg²⁺離子的檢測。

發(fā)明內(nèi)容