[发明专利]一种有荧光增强效果的复合纳米材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于复合纳米材料技术领域，具体涉及一种有荧光增强效果的复合纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，纳米技术的快速发展给生物成像领域带来了很大的发展。其中纳米金相较于含有重金属成分的量子点而言，具有毒性更低、生物相容性好的特点，可用于细胞标记，活体成像等领域。但是纳米金在细胞内容易聚集。另一方面，荧光染料探针示踪在细胞显像、化学识别和细胞转移监测及传感等领域得到了广泛的应用，并成为成功实现上述功能的一种主要的技术手段。然而荧光染料探针在制备过程中荧光强度会受到周围介质的影响而降低，因此一种具有增强荧光染料荧光效应的材料的制备就迫在眉睫。

为了获得更好的性能，需要纳米金具有颗粒小，粒径分布均匀，无团聚等特点。本发明采用的液相反应，通过层层包硅法制备了二氧化硅包裹纳米金，由于二氧化硅壳层的存在，大大提高了纳米金球的稳定性，制备的复合纳米材料使荧光染料在细胞标记中荧光强度有明显提高，在生物追踪领域有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的提供一种有荧光增强效果的复合纳米材料及其制备方法和应用。

本发明提供的有荧光增强效果的复合纳米材料，是一种可以使荧光染料2，7-二氟荧光素（C₂₀H₁₀F₂O₅）的荧光效果有明显增强的复合纳米材料，具体为二氧化硅为壳、纳米金为核的二氧化硅包裹纳米金的复合材料。

本发明提供的有荧光增强效果的复合纳米材料的制备方法，具体步骤如下：

（一）制备纳米金球

以分析纯的氯金酸和柠檬酸钠为原料，分别配制溶液，氯金酸溶液浓度为10-20毫克/毫升，柠檬酸钠的浓度为5-15毫克/毫升，按照氯金酸与柠檬酸钠的摩尔比为1：2-1：4进行反应，反应步骤：取一定量的去离子水，加入一定量的氯金酸（HAuCl4）溶液，加热至沸腾完全后，迅速加入一定量的柠檬酸钠溶液；持续沸腾后溶液变为酒红色，即停止加热，并待其冷却至室温，得到纳米金球；

反复多次实验结果表明，要使得到的产物对荧光染料有荧光增强效果，需要控制纳米金球的大小在10纳米到30纳米范围内；而纳米金球的大小可由柠檬酸钠用量来调节，一般情况下，柠檬酸钠用量比例越大，纳米金球的直径就越小；本发明中，控制氯金酸与柠檬酸钠的摩尔比范围为1：2-1：4，可达到预期效果；

（二）包备聚乙烯吡咯烷酮（PVP）

（1）用去离子水配制聚乙烯吡咯烷酮溶液，浓度为20-30毫克/毫升，用超声波清洗机超声使其完全溶解；

（2）取聚乙烯吡咯烷酮溶液加入到步骤（一）产物中，聚乙烯吡咯烷酮溶液与步骤（一）产物的体积比例为1:10-1:12，在20-30℃恒温加热搅拌器搅拌24-36小时；

（3）用高速离心机离心10-20分钟，转速为10000-15000转/分钟，使其离心完全；

（三）包备二氧化硅层（SiO₂）

（1）将上述离心后的产物去除上清液后得到产物0.2-0.3毫升，加入无水乙醇，无水乙醇与产物体积比例为20：1-30:1；

（2）用乙醇配置2-20%的正硅酸乙酯的乙醇溶液；

（3）取0.5毫升-2.5毫升氨水逐滴缓慢加入到（三）（1）所得的溶液中；

（4）再缓慢滴加入100微升-200微升的正硅酸乙酯的乙醇溶液到上述溶液中；

（5）常温磁力搅拌24-36小时，离心，即得到二氧化硅包裹纳米金的复合材料。

二氧化硅的厚度由正硅酸乙酯和氨水的量来调节，随正硅酸乙酯和氨水的加入量的增大，二氧化硅的厚度变大，经反复实验验证，为达到最理想的使荧光染料荧光增强的实验效果，二氧化硅的厚度需要控制在10微米以内（一般为4-10微米），正硅酸乙酯乙醇溶液的浓度范围：2%-20%，需要体积范围：100微升-200微升；加入氨水的量范围；0.5毫升-2.5毫升。