本發(fā)明屬于熒光檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

金屬增強(qiáng)熒光是金屬對(duì)吸附在其附近的熒光物質(zhì)的激發(fā)效率和輻射衰減速率提高，增加熒光物質(zhì)的量子產(chǎn)率、減小熒光壽命，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度顯著增加。因此，基于mef現(xiàn)象的熒光分析技術(shù)在高靈敏度的免疫測(cè)定、dna和單分子檢測(cè)、生物成像等方面具有巨大發(fā)展?jié)摿Α＝曛?，人們從?shí)驗(yàn)和理論兩方面就金屬納米材料的種類、大小和形狀，熒光物質(zhì)的光譜性質(zhì)以及金屬與熒光物質(zhì)之間距離對(duì)mef效應(yīng)進(jìn)行了分析研究，普遍認(rèn)為貴金屬納米粒子與熒光物質(zhì)之間距離是影響熒光增強(qiáng)效率的重要因素。當(dāng)兩者間的距離小于5nm時(shí),激發(fā)態(tài)的熒光物種會(huì)以非輻射的形式將能量傳遞給金屬納米粒子并回到基態(tài)，表現(xiàn)為金屬納米粒子對(duì)熒光發(fā)射的猝滅效應(yīng)。當(dāng)兩者間的距離在5～20nm時(shí)，熒光物質(zhì)的激發(fā)效率提高和輻射衰減速率增加，導(dǎo)致熒光發(fā)射得到增強(qiáng)。為此，研究者通常選擇sio2、dna、蛋白質(zhì)和聚合物作為兩者之間的隔離層材料。

sio2層具有制備簡(jiǎn)單、化學(xué)惰性和光透明性的優(yōu)點(diǎn)，但sio2屬于剛性材料、厚度固定，限制其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。dna作為隔離層材料能精確控制兩者的距離，如cohen-hoshen等依據(jù)生物素-鏈霉親和素之間特異性相互作用，采用自組裝的方法制備了cdse/zns量子點(diǎn)-aunps納米復(fù)合粒子，調(diào)節(jié)dna堿基對(duì)數(shù)量可以有效控制量子點(diǎn)與nps間相互作用，但其實(shí)驗(yàn)條件要求苛刻、費(fèi)用高。同樣，以聚合物作為隔離層材料也存在著制備過程復(fù)雜，隔離層厚度難以控制等問題。從而使得金屬表面增強(qiáng)熒光現(xiàn)象的研究變得困難，應(yīng)用也受到限制。因此，如何方便、快速和可控制備隔離層材料，且易于熒光物質(zhì)的進(jìn)一步組裝成為需要解決的問題。

多巴胺(da)是一種生物神經(jīng)遞質(zhì)，在溶解氧的堿性水溶液條件下，能夠在無機(jī)及高分子等多種材料表面原位氧化聚合反應(yīng)，形成強(qiáng)力附著于固體材料表面的聚多巴胺(pda)薄層。此外，聚多巴胺殼層含有大量氨基和酚羥基等功能基團(tuán)，可以進(jìn)一步進(jìn)行表面修飾，將功能分子引入材料表面，實(shí)現(xiàn)納米材料的功能化。因此，設(shè)計(jì)合成一種基于pda為隔離層材料的新型納米組裝體，實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)其在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用是十分有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上目的，本發(fā)明提供了一種熒光增強(qiáng)的納米組裝體的制備，采用分步法合成agnps@pda核殼型納米粒子，再與合成的氨基苯硼酸穩(wěn)定的cdse量子點(diǎn)組裝，制備agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體，最終產(chǎn)物穩(wěn)定且對(duì)cu²⁺離子的檢測(cè)效果顯著。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備方法，包括agnps@pda核殼納米粒子的制備步驟、氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)的制備步驟以及agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備步驟。

上述agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備方法，包括以下步驟：

(1)先以檸檬酸鈉為穩(wěn)定劑、nabh4還原agno3合成出不同粒徑的agnps；再將不同粒徑的agnps分別超聲分散于乙醇水溶液，依次加入氨水和十二烷基磺酸鈉，多巴胺在agnps表面氧化聚合，制得不同粒徑的agnps@pda核殼納米粒子；

(2)在堿性條件下，以巰基丙酸為穩(wěn)定劑，新制的na2seso3為前驅(qū)體，與水合氯化鎘反應(yīng)制備cdse量子點(diǎn)，再將制備的cdse量子與氨基苯硼酸發(fā)生酰胺化反應(yīng)得到氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)；

(3)將上述所得的不同粒徑的agnps@pda核殼納米粒子分別和氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)混合，再用磷酸鹽緩沖溶液調(diào)節(jié)ph，得到不同粒徑的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體。

上述agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備方法，具體步驟為：

a、agnps@pda核殼納米粒子合成

將某一粒徑的agnps水溶液分散乙醇水溶液中，在30-50khz的超聲儀震蕩中超聲分散12-18min后取出，依次加入氨水溶液和十二烷基磺酸鈉，攪拌10min，再向混合溶液中加入多巴胺，室溫反應(yīng)30h，離心水洗三次得下層沉淀，再將下層沉淀分散到10ml去離子水中，即得相應(yīng)的agnps@pda核殼納米粒子水溶液；其中，agnps水溶液、乙醇水溶液和氨水溶液的體積比為20:200:1，十二烷基磺酸鈉和多巴胺的質(zhì)量比為7:8，多巴胺在乙醇水溶液中的固含量為1mg/ml；

b、氨基苯硼酸穩(wěn)定的cdse量子點(diǎn)的合成

(1)稱取se粉和na2so3置于裝有10ml去離子水的反應(yīng)瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)95℃條件下恒溫反應(yīng)8h后得到前驅(qū)體硒代硫酸鈉na2seso3；其中，se粉與na2so3的質(zhì)量比為1:50，se粉在去離子水中的固含量為2mg/ml；

(2)在三口燒瓶中依次加入46-47mg水合氯化鎘cdcl2·2.5h2o、35-36μl巰基丙酸和10ml去離子水，再滴加1.0mol/l的naoh稀溶液至調(diào)節(jié)溶液ph為8.8-9.0，在氮?dú)夥諊吕^續(xù)反應(yīng)40min；

(3)將第(1)步制備的前驅(qū)體硒代硫酸鈉na2seso3加入到第(2)步制備的溶液中，攪拌回流2h，離心處理得到cdse量子點(diǎn)；

(4)將第(3)步所得的cdse量子點(diǎn)溶于15ml的n,n-二甲基甲酰胺中，然后加入11mg二環(huán)己基碳二亞胺和10mg4-二甲氨基吡啶，置于冰浴條件下攪拌30min，再滴加15ml溶解了10mg氨基苯硼酸的n,n-二甲基甲酰胺溶液，室溫下攪拌12h后離心，并用ph為7.4的磷酸鹽緩沖液洗滌數(shù)次后即得氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)，將所得產(chǎn)物分散于200ml去離子水中，即得氨基苯硼酸穩(wěn)定的cdse量子點(diǎn)水溶液；

c、agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備

取一系列5ml具塞刻度比色管，分別向每支比色管中加入300μl步驟c制備的氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)水溶液，再分別向每支比色管中加入0～500μl步驟a制備的agnps@pda核殼納米粒子水溶液，每支比色管中加入ph為7.4的磷酸鹽緩沖溶液稀釋至1ml，恒溫振蕩0.5～1.5h得到相應(yīng)的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體。

所述不同粒徑的agnps其制備方法參考文獻(xiàn)quasi-sphericalsilvernanoparticles:aqueoussynthesisandsizecontrolbytheseed-mediatedlee–meiselmethod.journalofcolloidandinterfacescience,2013,394,263–268.

其不同粒徑的agnps的制備步驟具體如下：

(1)4nm的agnps制備：將20ml的質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液與75ml去離子水混合加入圓底燒瓶，70℃加熱15min后，依次加入質(zhì)量濃度為1％agno3溶液17ml和質(zhì)量濃度為0.1％nabh4溶液2ml，繼續(xù)在70℃下勻速攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)后的混合溶液冷卻至室溫，離心水洗三次，加入去離子水稀釋至100ml，得到4nm的agnps水溶液；

(2)28nm的agnps制備：將2ml的質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液與75ml去離子水混合加入圓底燒瓶，煮沸15min，再添加第(1)步制備的4nmagnps水溶液10ml，攪拌狀態(tài)下加入質(zhì)量濃度為1％agno3溶液1.7ml，回流攪拌1h，再加入質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液2ml和質(zhì)量濃度為1％agno3溶液1.7ml，攪拌反應(yīng)1h，冷卻至室溫，離心水洗三次，加入去離子水稀釋至100ml，得到28nm的agnps水溶液；

(3)采用第(2)步的方法，以第(2)步制備的28nm的agnps水溶液作為納米基底，制備45nm的agnps水溶液；

(4)采用第(2)步的方法，以第(3)步制備的45nm的agnps水溶液作為納米基底，制備58nm的agnps水溶液；

(5)采用第(2)步的方法，以第(4)步制備的58nm的agnps水溶液作為納米基底，制備75nm的agnps水溶液。

所述步驟a中，乙醇水溶液中無水乙醇和去離子水的體積比為3:7。

所述步驟a中氨水溶液中氨水和去離子水的體積比為1：(100-800)；優(yōu)選地，氨水和去離子水的體積比為1:200。

所述步驟c中恒溫為25℃。

采用上述方法制備的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體在cu²⁺離子檢測(cè)方面的應(yīng)用，采用下述方法步驟：

取一系列5ml具塞刻度比色管，分別向每支比色管中加入450μl上述制備的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體，再分別向每支比色管中加入0～350μlcu²⁺溶液，每支比色管中加入去離子水稀釋至1ml，恒溫振蕩0.5～1.5h后用熒光光譜儀測(cè)量體系熒光強(qiáng)度；以cu²⁺溶液濃度為橫坐標(biāo)，反應(yīng)液在530nm波長處的熒光強(qiáng)度值為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中作圖，得到cu²⁺溶液濃度與熒光強(qiáng)度之間的線性關(guān)系圖，根據(jù)它們之間的這種線性關(guān)系以檢測(cè)cu²⁺溶液的濃度。

所述cu²⁺溶液為硫酸銅溶液、硝酸銅溶液或氯化銅溶液，其初始濃度為10^-6mol/l。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用分步法制備agnps@pda核殼納米粒子，使合成的agnps粒徑大小均勻，粒徑可控，且聚合過程在水溶液中完成，反應(yīng)條件溫和，避免了使用有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境造成的污染；形成的pda層厚度可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系多巴胺濃度和聚合反應(yīng)時(shí)間精確控制；制備的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體通過形成共價(jià)的硼酸酯鍵使cdse量子點(diǎn)在agnps@pda表面組裝，反應(yīng)條件溫和、易于控制；本發(fā)明提供的方法制備的組裝體具有優(yōu)異的熒光增強(qiáng)效應(yīng)，對(duì)cu²⁺離子具有優(yōu)異的檢測(cè)效果。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1步驟b制備的agnps28@pda透射電鏡圖；

圖2為實(shí)施例1步驟d制備的cdse量子點(diǎn)與不同濃度的agnps28@pda作用后的熒光光譜圖；

圖3為實(shí)施例1步驟d制備的cdse量子點(diǎn)與不同濃度的agnps28@pda作用后的熒光增強(qiáng)關(guān)系圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3制備的agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)體系的熒光強(qiáng)度與cu²⁺濃度關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不局限于這些實(shí)施例。其不同粒徑的agnps制備得到的agnps@pda粒徑也不相同，與cdse量子點(diǎn)組裝制備的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體粒徑也不相同，其不同粒徑的agnps@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體都可用來檢測(cè)cu²⁺溶液的濃度。實(shí)施例中的化學(xué)試劑購自蓋德化工網(wǎng)。

實(shí)施例1

agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的合成

a、28nm的agnps28的制備

(1)4nm的agnps4制備：將20ml的質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液與75ml去離子水混合加入圓底燒瓶，70℃加熱15min后，依次加入質(zhì)量濃度為1％agno3溶液17ml和質(zhì)量濃度為0.1％nabh4溶液2ml，繼續(xù)在70℃下攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)后混合溶液加入去離子水定容到100ml，得到4nm的agnps4水溶液；

(2)28nm的agnps28制備：將2ml的質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液與75ml去離子水混合加入圓底燒瓶，煮沸15min，再添加第(1)步制備的4nmagnps4水溶液10ml，攪拌狀態(tài)下加入質(zhì)量濃度為1％agno3溶液1.7ml，回流攪拌1h，再加入質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液2ml和質(zhì)量濃度為1％agno3溶液1.7ml，攪拌反應(yīng)1h，冷卻至室溫，離心水洗三次，加入去離子水稀釋至100ml，得到28nm的agnps28水溶液；

b、agnps28@pda核殼納米粒子合成

將4ml上述制備的28nm的agnps28水溶液分散于40ml乙醇/水溶液(無水乙醇和去離子水的體積比為3:7)中，30-50khz的超聲儀震蕩中超聲分散12-18min后取出，依次加入200μl氨水溶液(氨水和去離子水的體積比為1:200)和0.035g十二烷基磺酸鈉，攪拌10min，再向混合溶液中加入0.04g多巴胺，室溫反應(yīng)30h，離心水洗三次得下層沉淀，再將下層沉淀分散到10ml去離子水中，即得agnps28@pda核殼納米粒子水溶液；所得的agnps28@pda核殼納米粒子的透射電子顯微鏡圖如圖1所示，大小均勻，粒徑分布在40-50nm，且通過透射電子顯微鏡圖可以明顯的看出pda均勻的負(fù)載在agnps28表面，殼層pda的厚度在20-25nm間。

c、氨基苯硼酸穩(wěn)定的cdse量子點(diǎn)的合成

(1)稱取20mgse粉和1.0gna2so3置于裝有10ml去離子水的反應(yīng)瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下95℃條件下恒溫反應(yīng)8h后得到前驅(qū)體硒代硫酸鈉na2seso3；

(2)在三口燒瓶中依次加入46.5mg水合氯化鎘cdcl2·2.5h2o、35μl巰基丙酸和10ml去離子水，滴加1.0mol/l的naoh稀溶液至調(diào)節(jié)溶液ph為9.0，在氮?dú)夥諊吕^續(xù)反應(yīng)40min；

(3)將第(1)步制備的前驅(qū)體硒代硫酸鈉na2seso3加入到第(2)步制備的溶液中，攪拌回流2h，離心處理得到cdse量子點(diǎn)；

(4)將步驟(3)所得的cdse量子點(diǎn)溶于15ml的n,n-二甲基甲酰胺中，然后加入11mg二環(huán)己基碳二亞胺和10mg4-二甲氨基吡啶，置于冰浴條件下攪拌30min，再滴加15ml溶解了10mg氨基苯硼酸的n,n-二甲基甲酰胺溶液，室溫下攪拌12h后離心，并用ph為7.4的磷酸鹽緩沖液洗滌數(shù)次后即得氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)；將所得產(chǎn)物分散于200ml去離子水中，即得氨基苯硼酸穩(wěn)定的cdse量子點(diǎn)水溶液；

d、agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備

取8支5ml具塞刻度比色管，分別向每支比色管中加入300μl步驟c制備的氨基苯硼酸修飾的cdse量子點(diǎn)水溶液，再分別向每支比色管中加入0μl、50μl、100μl、150μl、200μl、250μl、300μl、350μl步驟b制備的agnps28@pda核殼納米粒子水溶液，每支比色管中加入ph為7.4的磷酸鹽緩沖溶液稀釋至1ml，恒溫振蕩0.5～1.5h得到agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體；并用熒光光譜儀測(cè)量cdse量子點(diǎn)與不同濃度的agnps28@pda作用后的熒光光譜圖，如圖2、圖3所示，隨著agnps28@pda濃度的增加，熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，其最大增強(qiáng)倍數(shù)為4倍。

實(shí)施例2

agnps45@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備

本實(shí)施例中，agnps的粒徑為45nm，在制備agnps45@pda核殼納米微球中，以45nm的agnps45為殼體，其余agnps45@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體的制備步驟與實(shí)施例1相同；將cdse量子點(diǎn)修飾的不同濃度(0mg/ml、0.5mg/ml、1.0mg/ml、1.5mg/ml、2.0mg/ml、2.5mg/ml、3.0mg/ml、3.5mg/ml)的agnps45@pda核殼納米粒子用熒光光譜儀測(cè)量其熒光強(qiáng)度，結(jié)果表明：隨著agnps45@pda濃度的增加，熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，其增強(qiáng)倍數(shù)為3.8倍。

其中，45nm的agnps45的制備方法如下：

(1)4nm的agnps4制備和28nm的agnps28制備方法與實(shí)施例1相同；

(2)45nm的agnps45制備：將2ml的質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液與75ml去離子水混合加入圓底燒瓶，煮沸15min，再添加制備好的28nmagnps2810ml，攪拌狀態(tài)下加入質(zhì)量濃度為1％agno3溶液1.7ml，回流攪拌1h，再加入質(zhì)量濃度為1％檸檬酸鈉溶液2ml和質(zhì)量濃度為1％agno3溶液1.7ml，攪拌反應(yīng)1h，冷卻至室溫，離心水洗三次，加入去離子水稀釋至100ml，得到45nm的agnps45水溶液。

實(shí)施例3

本發(fā)明制備的agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體在cu²⁺離子檢測(cè)中的應(yīng)用，包括以下步驟：

(1)在5ml具塞刻度比色管中分別加入300μl上述制備的cdse量子點(diǎn)水溶液，150μl粒徑為28nm的agnps28@pda核殼納米粒子水溶液和200μlph為7.4的磷酸鹽緩沖溶液，25℃恒溫振蕩1.5h得到agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體。

(2)取11支5ml具塞刻度比色管，分別向每支比色管中加入450μl步驟(1)制備的agnps28@pda-cdse量子點(diǎn)納米組裝體，再分別向每支比色管中加入0μl、25μl、50μl、75μl、100μl、125μl、150μl、175μl、200μl、225μl、250μl濃度為10^-6mol/l的硫酸銅溶液，每支比色管中加入去離子水稀釋至1ml，25℃恒溫振蕩1h后測(cè)量體系熒光強(qiáng)度。如圖4所示，從圖中可以看出，cu²⁺離子濃度與熒光強(qiáng)度之間具有很好的線性關(guān)系圖，且線性相關(guān)系數(shù)r²為0.995，cu²⁺離子濃度在0-250nm范圍內(nèi)線性良好，其線性關(guān)系圖中的工作曲線為y＝0.00286+0.00149x，根據(jù)它們之間的這種線性關(guān)系以檢測(cè)cu²⁺離子的濃度。