[发明专利]一种上转换纳米复合材料及其制备方法和在检测原花青素中的应用

说明书

本发明公开了一种上转换纳米复合材料及其制备方法和在检测原花青素中的应用，属于生物传感技术领域。鉴于待开发一种操作简单、具有好的选择性及高的灵敏度的原花青素分析方法，本发明提供的纳米复合材料为具有核壳结构的纳米粒子，在Yb和Tm共掺杂的NaYF₄内核外面包覆有Yb掺杂的NaYF₄壳层，NaYF₄:Yb壳层表面连接有Cit‑CD，记为NaYF₄:Yb/Tm@NaYF₄:Yb‑Cit‑CD。本发明上转换复合纳米材料具有稳定光学性能和良好的水溶性，可基于荧光内滤效应检测原花青素，与传统检测方法相比，不需要昂贵的仪器，具有检测限低、准确性好、简单快速检测的优点。

技术领域

本发明属于生物传感技术领域，具体涉及一种上转换纳米复合材料及其制备方法和在检测原花青素中的应用。

背景技术

原花青素广泛存在于许多植物的皮、壳、籽、核、花、叶中。因其多种生理活性，如抗肿瘤、抗衰老、抑制脂质过氧化和血小板凝集和保护视力等，因此准确测定原花青素在植物体内的分布及含量尤为重要。传统的检测原花青素的方法有很多，包括紫外-可见分光光度法，高效液相色谱法，质谱法以及核磁共振等。然而，每种方法都有其自身的局限性，限制了这些方法在实践中的应用。

鉴于上述情况，开发一种操作简单、具有好的选择性及高的灵敏度的分析方法尤为重要。荧光分析法是指物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态再回到基态时，过剩的能量以电离辐射的形式(发光)释放出来，其荧光发射光谱可用作该物质的定性或定量分析。荧光光谱分析方法具有灵敏度高、选择性强、设备简单等优点，被广泛运用于环境分析，生物样品检测，细胞、组织、活体成像等领域。荧光内滤效应是在非共价偶联荧光传感体系中，因荧光体的发射光谱与吸收体的吸收光谱有相当程度的重叠，而导致荧光体的光吸收信号转变为更为灵敏的荧光信号，从而提高检测方法的灵敏度。由于荧光内滤效应过程不依赖于荧光体和吸收体之间的距离，因此更加简单灵活，在分析检测中被广泛应用。

上转换纳米材料是一种可以将长波长光(通常是700-1700nm)转换成短波长光(通常350-700nm)(将低能光转化为高能光)的材料。由于激发光在能量较低的红外光区，对生物组织的损伤较小，同时由于生物样品对该红外光的吸收很小，可以有效地避免生物样品自身的荧光干扰。故在给定信号的情况下，与其它传统的光学方法相比较，该法无背景干扰，且灵敏度高，故使其在生物传感方面应用广泛。目前，利用光学方法检测原花青素还未报道。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中存在的问题，采用的技术方案是提供一种上转换纳米复合材料，该复合材料微观为具有核壳结构的纳米粒子，具体为在Yb和Tm共掺杂的NaYF₄内核外面包覆有Yb掺杂的NaYF₄壳层，NaYF₄:Yb壳层表面连接有Cit-CD，记为NaYF₄:Yb/Tm@NaYF₄:Yb-Cit-CD。

进一步的，本发明复合材料微观为单分散的规则六边形纳米粒子；直径约为40-50nm，相邻晶格条纹间距为0.40-0.58nm；C、Y、Yb和Tm元素均匀分布在Y/Yb/Tm@Y/Yb-Cit-CD纳米粒子上。

进一步的，本发明复合材料荧光光谱的激发波长和最佳发射波长分别为980nm和482nm。

本发明进一步公开了上述上转换纳米复合材料的制备方法，主要包括如下步骤：

(1)NaYF₄:Yb/Tm纳米粒子的合成；NaYF₄:Yb/Tm纳米粒子指的是NaYF₄的Yb、Tm共掺杂物，通常是指以NaYF₄作为基质材料，以Yb作为活化剂、Tm作为激活离子对NaYF₄进行掺杂所得。