本發(fā)明涉及一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，具體來說涉及一種利用納米粒子的瑞利散射（rayleighscattering，rs）增強(qiáng)納米發(fā)光材料及熒光染料的發(fā)光效率的方法，屬于納米粒子與光學(xué)復(fù)合。

背景技術(shù)：

1、熒光是指物質(zhì)在受到激光照射后吸收能量并發(fā)光的現(xiàn)象。熒光在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境檢測、食品安全、信息存儲/顯示和激光等領(lǐng)域有非常廣泛而重要的應(yīng)用。

2、提高熒光的發(fā)光強(qiáng)度，提高發(fā)光效率在科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、生物學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域中具有重要意義和價(jià)值。首先，提高熒光信號的強(qiáng)度，可以更容易地檢測到低溶度的目標(biāo)物質(zhì)，這對于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的高靈敏度檢測具有重要價(jià)值；其次，提高熒光強(qiáng)度有助于提高空間分辨率，在顯微鏡和成像技術(shù)中，可以使圖像更為清晰，從而更準(zhǔn)確地觀察和研究微觀結(jié)構(gòu)和生物過程，對深入理解生命活動(dòng)和致病機(jī)制至關(guān)重要。此外，熒光增強(qiáng)對于降低成本也具有積極作用，通過提高熒光信號的效率，可以減少所需的熒光標(biāo)記物和光源能量，從而降低實(shí)驗(yàn)成本，在降低強(qiáng)光源帶來的副作用的同時(shí)能夠獲得更好的效果；最后，通用性的熒光增強(qiáng)方法的發(fā)展對高精尖光學(xué)器件及顯示設(shè)備的研發(fā)也具有重要意義。

3、目前常用的熒光增強(qiáng)方法主要包括：聚集誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)（aggregation-inducedemission，aie）、基于分子的共振能量轉(zhuǎn)移熒光增強(qiáng)、基于貴金屬spr的熒光增強(qiáng)。其中aie對分子結(jié)構(gòu)要求非常高，并且需要形成聚集體才能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，從而大大限制了其應(yīng)用范圍；基于分子共振能量轉(zhuǎn)移的熒光增強(qiáng)，需要供體和受體之間光譜的重疊，不具有通用性和普適性；基于貴金屬spr的熒光增強(qiáng)常伴隨淬滅作用，兩者的相對強(qiáng)度受金屬粒子和發(fā)光團(tuán)距離影響，要達(dá)到好的增強(qiáng)效果需要對納米粒子與熒光團(tuán)之間的距離進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，組裝技術(shù)難度大，并且貴金屬價(jià)格昂貴不利于普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，利用納米粒子的瑞利散射特性實(shí)現(xiàn)對熒光納米材料和熒光染料發(fā)光的增強(qiáng)。

2、本發(fā)明提供一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，包括以下步驟：

3、步驟1、將具有瑞利散射效應(yīng)的納米材料配制成一定濃度的溶液，作為瑞利散射源備用；

4、步驟2、將納米材料與待增強(qiáng)的熒光物質(zhì)分散于溶液中，混合均勻；

5、步驟3、利用光學(xué)儀器采集混合溶液的熒光信號。

6、本發(fā)明提供一種便捷、通用性的熒光增強(qiáng)方法，只需將納米材料和待增強(qiáng)熒光物質(zhì)混合即可完成。該方法利用納米材料的瑞利散射特性，提高熒光激發(fā)效率和發(fā)光收集效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)。本發(fā)明中用以熒光增強(qiáng)的納米粒子無需特殊的材料、形狀或結(jié)構(gòu)要求，只需具有瑞利散射效應(yīng)即可。因此，該方法操作簡單，經(jīng)濟(jì)高效，更有利于推廣應(yīng)用。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案如下：

8、優(yōu)選地，所述納米材料為金屬納米材料、無機(jī)非金屬納米材料和有機(jī)聚合物納米材料中的任意一種；所述熒光物質(zhì)為納米發(fā)光材料、熒光染料中的任意一種。

9、優(yōu)選地，所述金屬納米材料為貴金屬納米材料，所述無機(jī)非金屬納米材料為納米二氧化硅、納米二氧化鈰、碳納米材料或磁性納米微球等，所述有機(jī)聚合物納米材料為聚乙烯微球等；所述納米發(fā)光材料為量子點(diǎn)、熒光微球、金納米簇、上轉(zhuǎn)換納米粒子中的任意一種。

10、優(yōu)選地，所述納米材料的粒徑為2～10000?nm。

11、優(yōu)選地，所述量子點(diǎn)為碳量子點(diǎn)、cdse/zns核殼型量子點(diǎn)585或cdse/zns核殼型量子點(diǎn)625，所述貴金屬納米材料為粒徑為13nm的金納米顆粒，所述熒光微球?yàn)榫郾揭蚁晒馕⑶颉?/p>

12、所述步驟2中，溶液為水或緩沖溶液。

13、優(yōu)選地，所述緩沖溶液為tris-hcl緩沖液、hepes緩沖液、?pbs緩沖液、mpos緩沖液中的一種，所述緩沖溶液的ph為1～12。

14、所述步驟2中，對納米材料和熒光物質(zhì)進(jìn)行封閉處理，所述封閉劑為購買于thermoscientific?的superblocktm、吐溫、bsa、巰基小分子中的任意一種。

15、為了防止非特異性結(jié)合本發(fā)明可選擇性地對納米材料和熒光物質(zhì)進(jìn)行封閉處理，所采用的封閉劑為購買于thermo?scientific?的superblocktm，封閉劑根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)可省略也可以替換為吐溫、bsa、巰基小分子等。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對待增強(qiáng)的熒光物質(zhì)沒有特殊的要求，對于各種發(fā)光納米材料和熒光染料都能夠取得良好的增強(qiáng)效果。本發(fā)明的普適性和便捷性為各個(gè)領(lǐng)域提供了更靈活、高效的熒光增強(qiáng)解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，所述納米材料為金屬納米材料、無機(jī)非金屬納米材料和有機(jī)聚合物納米材料中的任意一種；所述熒光物質(zhì)為納米發(fā)光材料、熒光染料中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，所述金屬納米材料為貴金屬納米材料，所述無機(jī)非金屬納米材料為納米二氧化硅、納米二氧化鈰、碳納米材料或磁性納米微球，所述有機(jī)聚合物納米材料為聚乙烯微球；所述納米發(fā)光材料為量子點(diǎn)、熒光微球、金納米簇、上轉(zhuǎn)換納米粒子中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，所述納米材料的粒徑為2～10000?nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種利用納米粒子的瑞利散射效應(yīng)誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)的方法，其特征在于，所述量子點(diǎn)為碳量子點(diǎn)、cdse/zns核殼型量子點(diǎn)585?、cdse/zns核殼型量子點(diǎn)625或cdse/zns核殼型量子點(diǎn)655，所述貴金屬納米材料為粒徑為13nm的金納米顆粒，所述熒光微球?yàn)榫郾揭蚁晒馕⑶颉?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟2中，溶液為水或緩沖溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，所述緩沖溶液為tris-hcl緩沖液、hepes緩沖液、?pbs緩沖液、mpos緩沖液中的一種，所述緩沖溶液的ph為1～12。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟2中，對納米材料和熒光物質(zhì)進(jìn)行封閉處理，所述封閉劑為superblocktm、吐溫、bsa、巰基小分子中的任意一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種瑞利散射誘導(dǎo)的熒光增強(qiáng)方法，該方法首先將具有瑞利散射效應(yīng)的納米材料配制成一定濃度的溶液，作為瑞利散射源備用；再將納米材料與待增強(qiáng)的熒光物質(zhì)分散于溶液中，混合均勻；最后利用光學(xué)儀器采集混合溶液的熒光信號。本發(fā)明利用納米材料的瑞利散射特性，提高熒光激發(fā)效率和發(fā)光收集效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：蓋宏偉,宗成華,黃超楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/26