一種基于上轉(zhuǎn)換納米粒子的傳感材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)傳感材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于上轉(zhuǎn)換納米粒子傳感材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來納米技術(shù)不斷發(fā)展，熒光納米材料受到廣大科研工作者的關(guān)注。上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒(UCNPs)作為一種新型發(fā)光材料發(fā)展迅猛。與傳統(tǒng)熒光材料(如量子點)相比，UCNPs除了毒性較低，激發(fā)區(qū)域較窄，發(fā)射的熒光穩(wěn)定性較好，光漂白較低等優(yōu)點外，最大的特點是該納米材料吸收的光子能量低于其所發(fā)射的光子能量，將低能量的紅外光或者近紅外光轉(zhuǎn)化成高能量的紫外光或可見光。因此，UCNPs在生物成像、生物探針等生物領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。有文獻報道聚丙烯酸、聚乙二醇、檸檬酸等修飾的UCNPs可用于活體生物成像。然而，此UCNPs缺乏特異性，不能針對靶細胞進行成像。為了增加材料的特異性，有研宄者將生物抗體與UCNPs耦合用于細胞成像。分子印跡技術(shù)是指以某一特定的目標分子為模板，制備對該分子具有特異選擇性聚合物的過程。與抗體相比，分子印跡聚合物制備簡單、穩(wěn)定性好、使用壽命長。將強熒光性的UCNPs引入分子印跡技術(shù)中，可制備出一種熒光傳感材料，特異性識別待測物質(zhì)，成為當前檢測、傳感等領(lǐng)域的研宄熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種對細胞色素C具有高選擇性的熒光傳感材料。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種基于上轉(zhuǎn)換納米粒子的傳感材料，所述的傳感材料包括細胞色素C和聚丙烯酸修飾后的UCNPs上轉(zhuǎn)換納米粒子。
[0006]本發(fā)明的傳感材料對細胞色素C有很強的識別功能。
[0007]進一步，本發(fā)明還公開了這種傳感材料的制備方法:
[0008](I)稱取醋酸釔、醋酸鐿和醋酸鉺溶于油酸和十八烯中，該混合物加熱到160°C，形成透明溶液，自然冷卻至室溫；再逐滴加入NaOH和NH4F的甲醇溶液，室溫下攪拌30min ；隨后逐漸加熱除去甲醇，100°C抽真空1min后，在氬氣的保護下加熱至300°C并維持Ih ;所得溶液自然冷卻后，油溶性上轉(zhuǎn)換納米粒子在乙醇中沉淀出來；
[0009](2)將上述制得的上轉(zhuǎn)換納米粒子分散于甲苯中備用，稱取聚丙烯酸溶于二甘醇中，加熱至110°c，并加入步驟(I)得到的上轉(zhuǎn)換納米粒子的甲苯溶液，在氬氣保護下110°c維持Ih后，加熱至240°C并維持Ih ;所得溶液自然冷卻至室溫，加入過量的HCl溶液，離心得到聚丙稀酸修飾的UCNPs上轉(zhuǎn)換納米粒子；
[0010](3)在Tris溶液中加入細胞色素C、聚丙烯酸修飾后的UCNPs上轉(zhuǎn)換納米粒子，充分攪拌30min，隨后加入3-氨丙基三乙氧基硅烷并攪拌lh，之后再加入四乙氧基硅烷和質(zhì)量分數(shù)為28%的氨水，室溫反應(yīng)24h ；
[0011](4)離心后得到基于上轉(zhuǎn)換納米粒子的傳感材料，用Tris洗脫液反復(fù)洗滌，除去細胞色素C，在50°C下真空干燥。
[0012]進一步，步驟(I)中醋酸釔:醋酸鐿:醋酸鉺的摩爾比為0.78:0.2:0.02。
[0013]進一步，步驟(3)中細胞色素C與聚丙烯酸修飾后的UCNPs上轉(zhuǎn)換納米粒子的質(zhì)量比為1:1 ;3_氨丙基三乙氧基硅烷與四乙氧基硅烷的體積比為5:11。
[0014]進一步，步驟⑷中Tris洗脫液為0.5% Tris。
[0015]以UCNPs上轉(zhuǎn)換納米粒子為支持體，合成對細胞色素C具有高選擇性的熒光傳感材料(UCNPs@MIPs)；
[0016]按照上述方法，但不加細胞色素C，制備本發(fā)明對應(yīng)的非印跡聚合物(UCNPs@NIPs)。
[0017]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的基于上轉(zhuǎn)換納米粒子傳感材料的制備方法具有以下優(yōu)勢:
[0018]本發(fā)明引入聚丙烯酸改性的上轉(zhuǎn)換熒光納米粒子，使其作為載體提供較大表面積，同時又使其作為熒光物質(zhì)提供熒光信號。采用溶膠凝膠法合成分子印跡傳感材料粒徑小且均一、對細胞色素C具有較高的選擇性。該傳感材料將上轉(zhuǎn)換納米粒子的強熒光與分子印跡聚合物的特異性識別結(jié)合起來，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的傳感材料的制備示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs和UCNPs麵IP的透射電鏡圖。
[0022]圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs的EDXA圖譜。
[0023]圖4為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的油溶性UCNPs和PAA改性后的UCNPs在980nm激光器下獲得的熒光圖譜。
[0024]圖5為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs和UCNPs麵IP的XRD圖譜。
[0025]圖6為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs和UCNPs麵IP的XPS圖譜。
[0026]圖7為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs麵IP和UCNPs_IP對不同濃度的模板蛋白的響應(yīng)曲線。
[0027]圖8為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs麵IP的吸附動力學(xué)曲線。
[0028]圖9為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的UCNPs麵IP的特異性實驗。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明上述特征和優(yōu)點更加清楚和容易理解，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。
[0030]下述實施例中所述(醋酸釔、醋酸鐿、醋酸鉺溶于、油酸、十八烯、細胞色素C、聚丙烯酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、氨水)均為市售，使用前未經(jīng)任何處理。
[0031]實施例1
[0032]本發(fā)明提供一種基于上轉(zhuǎn)換納米粒子的傳感材料的制備方法，具體制備路線如圖1所示:
[0033](I)稱取0.78mmol醋酸I乙、0.2mmol醋酸鐿和0.02mmol醋酸輯溶于6mL油酸和17mL十八烯中，該混合物加熱到160°C，形成透明溶液，自然冷卻至室溫。再逐滴加入2.5mmol NaOH和4mmol NH4F的1mL甲醇溶液，室溫下攪拌30min。隨后逐漸加熱除去甲醇，100°C抽真空1min后，在氬氣的保護下加熱至300°C并維持lh。所得溶液自然冷卻后，油溶性上轉(zhuǎn)換納米粒子在乙醇中沉淀出來；
[0034](2)將上述制得的上轉(zhuǎn)換納米粒子10mg分散于3mL甲苯中備用。稱取300mg聚丙烯酸(PAA)溶于30mL 二甘醇中，將混合物加熱至110°C，并加入上轉(zhuǎn)換的甲苯溶液，在氬氣保護下110°C維持Ih后，加熱至240°C并維持lh。所得溶液自然冷卻至室溫，加入過量的HCl溶液，離心得到PAA修飾的上轉(zhuǎn)換納米粒子；
[0035](3)在Tris (pH 7.20.01M)溶液中加入1mg細胞色素C、1mg聚丙烯酸(PAA)修飾后的UCNPs上轉(zhuǎn)換納米粒子充分攪拌30min，隨后加入150 μ L3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)并攪拌Ih，之后再加入330 μ L四乙氧基硅烷(TEOS)和質(zhì)量分數(shù)為28%的氨