[發明專利]一種超疏水三通路同步檢測上轉換熒光探針檢測試片及其制備方法

有效

• 申請號: 202010835719.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111909685B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 郝樹偉;陳童;尚云飛;楊春暉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85;G01N21/64
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

一種超疏水三通路同步檢測上轉換熒光探針檢測試片及其制備方法，涉及染料檢測試片及制備方法，它是要解決單一上轉換熒光探針無法進行多種待測物的同時檢測和單液滴循環檢測的技術問題，本發明的檢測試片由基片、多層核殼結構的上轉換納米晶層和超疏水SiOsubgt;2/subgt;覆蓋層組成，其中多層核殼結構的上轉換納米晶層的納米晶是在晶核表面依次沉積第一功能層、第一隔離層、第二功能層、第二隔離層、第三功能層和第三隔離層形成的。制法：一、制備多層核殼結構的上轉換納米晶；二、制備硅烷改性疏水SiOsubgt;2/subgt;顆粒；三、制備超疏水上轉換薄膜。本發明的檢測試片可實現三種混合染料的同步檢測，檢測限達到約0.1μg/mL，可用于染料的檢測領域。

技術領域

本發明涉及多種染料的同步檢測以及超疏水上轉換熒光探針重復使用檢測技術。

背景技術

有機染料在紡織、染色、印刷、化妝品、食用色素和造紙等領域被廣泛使用，至今已有100000種以上的有機染料被開發，每年生產約7×10⁵噸的有機染料。其中約12％的染料作為廢棄物被排放到環境之中。廢水中含有這些具有毒性和致癌性的染料分子已經引起嚴重的環境污染問題。因此對廢水中的多種染料進行精確的檢測已經成為重要的研究課題。

熒光傳感器由于其具備高的檢測靈敏度﹑低背景干擾及高選擇性而被廣泛應用于化學和生物分析領域。在眾多的熒光材料中，上轉換材料引起了越來越多的關注，其可以被近紅外光激發并發射出反斯托克斯熒光，與傳統的單光子激發熒光材料如半導體量子點和有機熒光團相比，上轉換材料在光學檢測傳感器中具有許多獨特的優勢，例如激發波段可調、同時發射波普可調、光損傷效應小、具有較低的自發熒光和低光毒性等。但當前的上轉換熒光納米探針都是利用一種可見發射光(如紅光﹑綠光﹑藍光)對待測染料或重金屬離子進行檢測，而廢水中卻共存著多種染料分子或重金屬離子，而僅使用單一上轉換熒光納米探針所獲得廢水信息存在檢測靈敏度及準確性差的問題，亟待開可同時監測多種待測染料或重金屬離子同步檢測探針技術。

另一個現存的問題是傳統的基于納米粒子的熒光傳感器不具備重復檢測的能力，這是因為熒光納米顆粒(如量子點和上轉換納米晶體)需要懸浮在目標溶液中并對待測分子進行檢測，這一檢測過程通常是不可逆的，使熒光探針粒子和待測物均無法重復利用而造成嚴重浪費，嚴重限制著這類熒光探針的廣泛應用，尤其是對于少量目標溶液(例如單個液滴)的檢測能力嚴重不足。而且現有研究工作中構建的熒光探針多為“一對一”的檢測模式，同樣嚴重限制熒光探針的應用范圍。

發明內容

本發明是要解決單一上轉換熒光探針無法進行多種待測物的同時檢測和單液滴循環檢測的技術問題，而提供一種超疏水三通路同步檢測上轉換熒光探針檢測試片及其制備方法。利用多譜帶發射上轉換納米晶與硅烷改性的超疏水SiO₂顆粒制備超疏水上轉換熒光納米傳感探針檢測試片，它可用于同時檢測多種分析物。

本發明的超疏水三通路同步檢測上轉換熒光探針檢測試片由基片、多層核殼結構的上轉換納米晶層和超疏水SiO₂覆蓋層組成；其中多層核殼結構的上轉換納米晶層沉積在基片上，超疏水SiO₂覆蓋層沉積在多層核殼結構的上轉換納米晶層上。

其中多層核殼結構的上轉換納米晶層由多層核殼結構的上轉換納米晶組成，多層核殼結構的上轉換納米晶是在晶核表面由內至外包覆第一功能層、第一隔離層、第二功能層、第二隔離層、第三功能層和第三隔離層形成的；

其中晶核為NaYF₄:(18％～22％)Yb³⁺/(0.5％～1.5％)Tm³⁺；

第一功能層為NaYF₄:(10％～30％)Yb³⁺/(10％～30％)Nd³⁺層；

第二功能層為NaYF₄:(18％～22％)Yb³⁺/(1％～3％)Er³⁺層；