一种上转换荧光纳米传感器及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提出一种上转换荧光纳米传感器及其制备和应用，传感器包括核壳结构的上转换纳米颗粒(UCNPs)和双硫腙

【技术实现步骤摘要】
一种上转换荧光纳米传感器及其制备和应用


[0001]本专利技术属于化学分析
，具体涉及一种上转换荧光纳米传感器及其制备和应用。

技术介绍

[0002]上转换发光是一种反斯托克斯发光现象，上转换纳米材料通过双光子或多光子效应实现低能量光子激发并发射高能量光子。基于上转换发光的传感器具有光化学性质稳定、荧光寿命长、反斯托克斯位移大的优势，在食品检测的应用中，可不受复杂食品基质的背景荧光干扰，具有较好的应用前景。目前大多数上转换纳米材料的检测原理是通过荧光共振能量转移(FRET)，该方法需要满足严格的分子间距离要求，而常用的荧光受体，如氧化石墨烯，纳米片，金纳米颗粒等的大尺寸引入了空间位阻，从而影响了检测性能和传感器灵活性，并且化学合成过程费力。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术第一方面提出一种上转换荧光纳米传感器，其包括核壳结构的上转换纳米颗粒(UCNPs)和双硫腙
‑
镉复合物(DZ
‑
Cd
2+
)，上转换纳米颗粒的核为铒镱共掺杂的NaYF4(NaYF4:Yb,Er)，壳为未掺杂的NaYF4，上转换纳米颗粒和双硫腙
‑
镉复合物DZ
‑
Cd
2+
溶解于碱性溶液中。该方案将核壳结构应用到上转换传感器的构建中，提高了上转换纳米颗粒的荧光强度。
[0004]优选地，双硫腙
‑
镉复合物修饰在上转换纳米颗粒的表面。
[0005]优选地，上转换纳米颗粒和双硫腙
‑
镉复合物的摩尔比为0.4
‑
1:0.24
‑
2.4。
[0006]本专利技术第二方面提出根据第一方面中任一项所述的上转换荧光纳米传感器的应用，上转换荧光纳米传感器用于测定目标物含量，目标物的分子中包括二硫键且其二硫键与Cd
2+
的配位作用强于双硫腙的二硫键。
[0007]优选地，目标物为福美双。
[0008]优选地，包括步骤：将目标物的溶液与上转换荧光纳米传感器的溶液混合，记录混合溶液540nm处的荧光恢复效率并代入标准曲线，计算得到目标物含量。
[0009]本专利技术第三方面提出一种上转换荧光纳米传感器的制备方法，包括步骤：将双硫腙
‑
镉复合物碱性溶液加入上转换纳米颗粒溶液中，反应至少1min。
[0010]优选地，双硫腙
‑
镉复合物碱性溶液和上转换纳米颗粒溶液的体积比为3:2。
[0011]优选地，上转换纳米颗粒溶液中的上转换纳米颗粒的浓度为0.2mg/mL。
[0012]优选地，上转换纳米颗粒的核采用至少包括YCl3·
6H2O、YbCl3·
6H2O和ErCl3·
6H2O的稀土化合物为原料制备，其中YCl3·
6H2O、YbCl3·
6H2O和ErCl3·
6H2O的摩尔比为1:1:1。
[0013]本专利技术以双硫腙
‑
镉复合物作为荧光受体，其紫外吸收峰与上转换纳米颗粒在540nm处的荧光发射峰之间重叠，可用于构建內滤传感器。双硫腙
‑
镉复合物的合成反应步
骤简单，且尺寸不大，可减少空间位阻，从而提高了检测性能和传感器灵活性。将其结合到核壳结构表面，不需要满足严格的距离要求，而且补偿了由不同程度的测量条件所造成的信号波动。本专利技术提供的基于荧光內滤效应的上转换纳米颗粒和双硫腙
‑
镉复合物构建的传感器，使用UCNPs作为信号报告者(荧光供体)，双硫腙
‑
镉复合物(DZ
‑
Cd
2+
)作为荧光淬灭剂(荧光受体)，当传感器识别目标物时，由于目标物含有的二硫键镉离子具有更强的配位作用，双硫腙
‑
镉复合物变为福美双
‑
镉复合物，原先吸收峰消失，进而导致荧光恢复，通过基于这种感应机制，建立了一个有前途的基于荧光內滤效应的上转换荧光传感器，其具有操作简单，检测时间短，终端用户友好等优势。
附图说明
[0014]附图帮助进一步理解本申请。为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0015]图1为本专利技术一实施例中制备的核壳结构的上转换纳米颗粒的透射电镜及元素分布图；
[0016]图2为本专利技术另一实施例中基于荧光內滤效应的上转换传感器的构建以及检测原理图；
[0017]图3为本专利技术另一实施例中上转换检测系统中各组分的荧光曲线图；
[0018]图4为本专利技术另一实施例中检测不同浓度的福美双标准溶液后建立的标准曲线图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]【实施例1】上转换纳米颗粒的核NaYF4:Yb,Er的合成
[0021]本实施例提供一种制备UCNPs的核心NaYF4:Yb,Er的方法，具体包括以下步骤
[0022]1.将包括YCl3·
6H2O、YbCl3·
6H2O、ErCl3·
6H2O的稀土化合物分散在10mL甲醇中，用超声法溶解后转移到250mL的三颈圆底烧瓶中；
[0023]2.加入6mL油酸和15mL 1
‑
十八烯，用氮气排气磁力搅拌10分钟；
[0024]3.在160℃、通氩气的条件下反应30分钟，然后在室温下冷却；
[0025]4.将10mL甲醇与0.1g NaOH、0.1482g NH4F(4mmol)溶解后，逐滴加入上述冷却溶液中，用超声波溶解；
[0026]5.将温度升至120℃，连续加热搅拌30分钟，使甲醇挥发；
[0027]6.用高通量氮气排气10分钟，升温至300℃持续1小时，以形成UCNPs晶体；
[0028]7.在自然环境中将混合溶液冷却到室温；
[0029]8.加入纯水和乙醇的混合溶液(1:1,v/v)，离心，将合成的UCNPs沉淀分散在环己烷中，进行超声溶解；
[0030]9.通过离心分离保留沉淀，然后用环己烷和乙醇溶液(2:1,v/v)洗涤所得的混合物三次，获得上转换纳米粒子NaYF4:Yb,Er。
[0031]【实施例2】上转换纳米颗粒NaYF4:Yb,Er@NaYF4的合成
[0032]本实施例提供一种制备UCNPs的核壳结构NaYF4:Yb,Er@NaYF4的方法，具体包括以下步骤：
[0033]1.取稀土化合物YCl3·
6H2O(0.4mmol)0.1213g，用超声法将其溶解在10mL甲醇中，将其转移到250mL三颈圆底烧瓶；
[0034]2.加入3mL油酸和8mL 1
‑
十八烯，用磁力搅拌混合溶液，用氮气排气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上转换荧光纳米传感器，其特征在于，包括溶于碱性溶液的双硫腙
‑
镉复合物和核壳结构的上转换纳米颗粒，所述上转换纳米颗粒的核为铒镱共掺杂的NaYF4，壳为未掺杂的NaYF4。2.根据权利要求1所述的上转换荧光纳米传感器，其特征在于，所述双硫腙
‑
镉复合物修饰在所述上转换纳米颗粒的表面。3.根据权利要求1所述的上转换荧光纳米传感器，其特征在于，所述上转换纳米颗粒和所述双硫腙
‑
镉复合物的摩尔比为0.4
‑
1:0.24
‑
2.4。4.权利要求1
‑
3中任一项所述的上转换荧光纳米传感器的应用，其特征在于，所述上转换荧光纳米传感器用于测定目标物的含量，所述目标物的分子中包括二硫键且其二硫键与Cd
2+
的配位作用强于双硫腙的二硫键。5.根据权利要求4所述的上转换荧光纳米传感器的应用，其特征在于，所述目标物为福美双。6.根据权利要求4所述的上转换荧光纳米传感器的应用，其特征在于，包括步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全胜，李淑花，曹志宇，陈清敏，焦天慧，魏洁，陈晓梅，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：