[发明专利]一种绿光发射的二氧化硅纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属材料技术领域，具体涉及一种绿光发射的单分散性二氧化硅 纳米粒子的制备方法。

背景技术

二氧化硅纳米粒子因其良好的生物兼容性和易于制备等特点，在生物 检测标记物(及载体)领域具有广阔的发展前景。国内外已开展多项关于 染料掺杂纳米二氧化硅的研究工作。但，目前所制备的染料掺杂纳米二氧 化硅的发射波长往往在640nm以上，肉眼观测偏黄色或红色，作为生物检 测标记物(及载体)分辨效果差。

迄今为止，还未有关于绿光发射的二氧化硅纳米粒子的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿光发射的二氧化硅纳米粒子的制备方 法。

本发明所提供的绿光发射的二氧化硅纳米粒子的制备方法，包括以下 步骤：

1)制备染料水溶液：将染料苝四酸二酐加入到氢氧化钠水溶液中，染 料与氢氧化钠的摩尔比1∶4，搅拌20min-2h后，去除固体，得到染料水溶 液；

2)制备微乳液前体液：将环己烷、正己烷和表面活性剂曲拉通100 (TX-100)混合均匀，其中，环己烷与正己烷的体积比为3.6～5.3∶1，环 己烷与曲拉通100的体积比为3.2～5.2∶1，得到微乳液前体液；

3)制备纳米粒子微乳液：将步骤1)中得到的染料水溶液滴加到步骤 2)中制备的微乳液前体液中混合均匀后，加入原硅酸四乙酯混合均匀，而 后加入氨水，搅拌反应8～24小时，得到纳米粒子微乳液；其中，各物质 的用量关系为：染料水溶液的用量为微乳液前体液体积的3.5～6.0％，原硅 酸四乙酯的用量为微乳液前体液体积的0.5～1.67％，原硅酸四乙酯与氨水 的体积比为1.0～2.0∶1；

4)表面修饰：向步骤3)中得到的纳米粒子微乳液中加入原硅酸四乙 酯和取代硅烷，原硅酸四乙酯和取代硅烷的用量(原硅酸四乙酯与取代硅 烷可以任意比例混合)之和为微乳液前体液体积的0.5～1.67％，搅拌反应 8～24小时，得到表面修饰的纳米粒子微乳液；

5)纯化分离：向步骤4)中制备的表面修饰的纳米粒子微乳液中加入 丙酮破乳后，固液分离，洗涤所得沉淀，得到绿光发射的二氧化硅纳米粒 子。

其中，步骤4)中所述的取代硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷或羧乙基硅 三醇三钠盐中的一种。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明中所选用苝四酸二酐为荧光染料，所制备的二氧化硅纳米粒 子荧光量子产率高，荧光发射波长在500纳米附近，显示为绿色发光，作 为生物检测标记物(及载体)易于识别。

2)本发明所制备的二氧化硅纳米粒子单分散性好，粒径可控，表面具 有自由氨基或羧基修饰，易于进一步修饰或与标记物结合。

附图说明

图1、实施例1制备的绿光发射的二氧化硅纳米粒子的扫描电子显微镜 (SEM)图像。

图2、实施例1制备的绿光发射的二氧化硅纳米粒子的透射电子显微镜 (TEM)图像。

图3、实施例1制备的绿光发射的二氧化硅纳米粒子的荧光光谱。

图4、实施例2制备的绿光发射的二氧化硅纳米粒子的扫描电子显微镜 (SEM)图像。

图5、实施例3制备的绿光发射的二氧化硅纳米粒子的扫描电子显微镜 (SEM)图像。

以下结合附图和具体实施方法对本发明作进一步说明，但本发明的保 护范围并不局限于以下实施例。

具体实施方式

实施例1

1)制备染料水溶液：将0.1克苝四酸二酐固体加入到5毫升0.2M的 氢氧化钠溶液中，室温下搅拌反应1小时，得到深绿色的苝四酸(四)钠 盐溶液，过滤，保留清液；

2)制备微乳液前体液：将环己烷91毫升、正己烷23毫升和TX-100 表面活性剂20毫升在三角瓶中混合均匀后，避光保存备用；

3)制备纳米粒子微乳液：取11.8毫升微乳液前体液于试管中，并使 用注射器滴加480微升染料水溶液，超声池中超声10分钟，再置于磁力搅 拌器上搅拌20分钟后，加入100微升原硅酸四乙酯，磁力搅拌20分钟， 加入60微升氨水，继续磁力搅拌24小时，得到纳米粒子微乳液；