[发明专利]一种包埋双色荧光量子点的比率探针及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种荧光比率探针及其制备方法，特别涉及一种非常稳定的包埋双色荧光量子点的比率探针及其制备方法。

(二)背景技术

荧光探针具有安全、方便、灵敏度高，检测速度快，操作简单，重复性好等优点，除用于一些化学元素分析外，还广泛应用在生物学中，如生物成像、生物芯片、蛋白质分析、免疫荧光检测、DNA序列分析等。目前，大多数荧光探针主要是通过改变荧光强度来进行信息表达，使用时，往往需要大型仪器辅助，误差较大，操作麻烦，且成本较高。荧光比率探针是一类优秀的探针。比率荧光信号优于荧光强度响应信号。比率荧光信号提高了灵敏度，引入自动校准功能，可实现定量检测。但大多数已经报道的荧光比率探针，主要以染料为依托，如罗丹明、荧光素、香豆素等来进行制备荧光探针。而依托染料合成的荧光比率探针存在容易光漂白，量子产率较低、稳定性差等问题，因此在应用于分析中易于被猝灭。

无机半导体荧光量子点，是一类具有非常好的的光学性能半导体材料。通过对量子点包覆结构稳定的二氧化硅有效地解决了量子点的荧光稳定性、生物相容性、细胞毒性等问题，同时，与染料探针相比，又具有很好的稳定性和荧光性能，因此，二氧化硅包覆的荧光量子点纳米复合粒子是一类优秀的荧光探针。近年来，在这方面的报道也层出不穷。但是，关于双色荧光量子点比率探针的研究国内外报道较少，而且包硅方式多为stober方法，分散性较差。另外，硅球表面量子点的生长方式多为共价偶联，荧光较差(J.Am.Chem.Soc.2011,133,8424–8427；Anal.Chem.,2013,85(13),6461–6468)，表面量子点层直接裸露在环境中，不稳定，且具有一定的毒性，因此不适合应用于生物环境。

(三)发明内容

本发明目的是克服目前荧光比率探针分散性、稳定性较差的问题，提供一种新型比率探针及其制备方法，利用反相微乳法制备红光发射的包埋量子点的二氧化硅纳米粒子，并原位生长绿色量子点层，最后对其进行二氧化硅的包覆，制备包埋双色荧光量子点的比率探针；本发明方法简单易行、设备简单、合成条件温和，得到的荧光比率探针分散性，稳定性较好，并且具有的荧光性能，是一种很有前景的荧光共振能量转移探针，在生物检测有潜在的应用前景。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种包埋双色荧光量子点的比率探针，所述比率探针以红色量子点为核心，将红色量子点包埋于二氧化硅纳米粒子中，然后将包埋红色量子点的二氧化硅纳米粒子表面巯基化，再在巯基化的二氧化硅表面原位生长绿色量子点，获得双发射波长的复合纳米粒子；最后将双发射波长的复合纳米粒子表面包覆二氧化硅纳米粒子层，获得包埋双色荧光量子点的比率探针。

进一步，优选红色量子点为碲化镉量子点。

进一步，优选所述双发射波长的复合纳米粒子外层包覆的二氧化硅纳米粒子层厚度为1～10nm。

进一步，二氧化硅纳米粒子粒径为40～100nm。

本发明还提供一种所述包埋双色荧光量子点的比率探针的制备方法，(1)将红色量子点分散于氨水和氢氧化钠形成的分散液中，搅拌均匀，形成量子点的碱溶液；将环己烷、正己醇、曲拉通、聚二烯二丙基氯化铵水溶液及氨水混合形成的微乳体系与量子点的碱溶液混匀，搅拌，形成反相微乳体系；然后向反相微乳体系中加入正硅酸四乙酯，5～45℃搅拌1～4天后加入(3-巯基丙基)-三甲氧基硅烷，继续搅拌12～36h，离心，沉淀洗涤后即获得包埋红色量子点的二氧化硅纳米粒子；所述分散液中氨水体积用量以红色量子点质量计为4～40ml/g，氢氧化钠与红色量子点质量比为0.2～1：1；所述微乳体系中环己烷、正己醇、曲拉通、聚二烯二丙基氯化铵水溶液及氨水的体积用量以红色量子点质量计分别为3750～15000ml/g、1000～3000ml/g、1000～3000ml/g、10～100ml/g和20～200ml/g；所述正硅酸四乙酯体积用量以红色量子点质量计为50～1000ml/g，所述(3-巯基丙基)-三甲氧基硅烷体积用量以红色量子点质量计为5～20ml/g，所述聚二烯二丙基氯化铵水溶液的浓度为1～25mmol/L；所述的氨水质量浓度为25％；