[发明专利]一种强信号低毒性的复合型纳米材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于材料制备技术领域，涉及一种复合型纳米材料及其制备方法。

背景技术

纳米颗粒是指尺寸在1～100 nm之间的粒子，它是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，介于宏观物质和微观原子与分子中间的领域，是一种典型的介观系统。其特殊的结构导致它具有许多独特的性质，如表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。Cu₂S作为一种新型的P型半导体纳米材料,其禁带宽约为1.2eV其独特的物理和化学特性可以作为生物探针进行生物体内及体外检测，在生物学和医学等领域受到高度重视。如果采取在单一量子点表面包覆另一种晶体结构相似、带隙更大的半导体材料，制得核/壳型纳米颗粒，可以增强其稳定性，而且使表面积无辐射重组位置被钝化，减少激发缺陷从而大大改善其荧光性质。作为荧光标记物，广泛应用于生物标记与分析。但是单纯的Cu₂S量子点的毒性还是远远高于应用于生物体的标准,并且由于其自身结构的原因,Cu₂S量子点所发出的SERS信号并不是非常强烈,这促使我们尝试寻找一种方法,来提高Cu₂S量子点SERS信号的同时还可以降低其生物毒性。

由于我们知道Au纳米颗粒具备良好的光学性质，尤其在其产生SERS信号方面表现尤为突出，而ZnS作为一种半导体纳米材料，其生物毒性要远低于Cu₂S。所以由于以上种种原因，我们对Cu₂S量子点进行了一系列的表面修饰。表面修饰后的核壳结构的量子点具有比表面积大、良好的生物相容性以及电催化性等优良的性质，与生物大分子连接后应用于生物传感器时体现了其优越的适用性。包裹后的核/壳型量子点单分散性好，稳定性强，量子产额高，强荧光信号，量子点所具备的毒性被大大降低，因此对于量子点的表面修饰改善表面结构方便应用于生物检测一直是研究者热衷解决的问题。本发明利用晶种生长法制备出Au-Cu纳米颗粒，再利用油相合成法制备出Au-Cu₂S复合型纳米颗粒作为内核来增强Cu₂S量子点的SERS信号，最后再利用ZnS对Cu₂S量子点进行包裹来降低其毒性。此发明未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种强信号低毒性的复合型纳米材料。

本发明同时还提供了这种强信号低毒性的复合型纳米材料的制备方法。

本发明公开的强信号低毒性的复合型纳米材料由Au-Cu₂S量子点作为内核， ZnS为外壳包裹Au-Cu₂S量子点内核制成Au-Cu₂S/ZnS量子点，其中所述的Au-Cu₂S量子点粒径为10± 0.6nm；金纳米颗粒的粒径为6±0.2nm；所述的Au-Cu₂S/ZnS量子点粒径为12 ±0.6nm。

本发明提供的复合型的纳米颗粒的制备方法，由以下步骤完成：

(1)Au纳米颗粒的制备：将氯金酸(HAuCl₄)与油胺(OM)以及左旋维C(AA)按2:3:2.7的摩尔比进行搅拌还原1.5小时，制得Au纳米颗粒；

(2)Au-Cu₂S复合型纳米颗粒的制备：首先将氯化亚铜（CuCl₂）与油胺(OM)按1:1.5的摩尔比混合,在隔绝空气的情况下升温至200℃，然后向氯化亚铜与油胺的混合溶液中加入步骤(1)中制得的金（Au）纳米颗粒及硫（S）粉，金（Au）纳米颗粒与油胺（OM）摩尔比为2:1，硫（S）粉与金（Au）纳米颗粒等量，将温度保持在200℃持续搅拌3小时后冷却至室温制得Au-Cu₂S纳米颗粒；