[发明专利]基于硅纳米线的碱性磷酸酶荧光化学传感器及制法和应用

权利要求书

1.一种基于硅纳米线的碱性磷酸酶荧光化学传感器，其特征是：所述的碱性磷酸酶荧光化学传感器是表面修饰有对碱性磷酸酶具有选择性荧光响应的磷酸化荧光素分子的硅纳米线荧光化学传感器或硅纳米线阵列荧光化学传感器。

2.根据权利要求1所述的基于硅纳米线的碱性磷酸酶荧光化学传感器，其特征是：所述的硅纳米线是由化学气相沉积法制备得到的直径为7～15nm的硅纳米线；

所述的硅纳米线阵列是由化学刻蚀法制备得到的由直径为200～400nm，长度为15～35μm的硅纳米线构成的硅纳米线阵列。

3.一种权利要求1或2所述的基于硅纳米线的碱性磷酸酶荧光化学传感器的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：

1）室温下，将硅纳米线或硅纳米线阵列浸泡在质量浓度为1%～10%的氢氟酸水溶液中，取出硅纳米线或硅纳米线阵列并用去离子水洗干净，真空干燥，得到表面具有Si-H键的硅纳米线或硅纳米线阵列；

2）将步骤1）得到的干燥的表面具有Si-H键的10～30mg的硅纳米线，或将干燥的表面具有Si-H键的硅纳米线阵列，与5～20mL的无水均三甲苯和0.1～0.4mL的3-丁烯-1胺加入到反应器中，在惰性气体保护下加热至90～180℃后，恒温反应2～6小时，冷却至室温，过滤收集硅纳米线或取出硅纳米线阵列，用有机溶剂超声清洗除去未反应的3-丁烯-1-胺，得到表面修饰有氨基的硅纳米线或硅纳米线阵列；其中，硅纳米线阵列的加入量，是以从硅纳米线阵列上刮下来的硅纳米线为10～30mg为基准；

3）将步骤2）得到的表面修饰有氨基的硅纳米线或硅纳米线阵列置于反应器中，加入浓度为0.5～1.5mol/L的醛基荧光素的乙醇溶液，室温下搅拌反应0.5～2小时，然后用有机溶剂反复超声清洗除去未反应的醛基荧光素，直至洗涤液无荧光；再加入浓度为0.03～0.06mol/L的三乙酰氧基硼氢化钠的乙醇溶液，在温度为30～65℃下加热反应1.5～4小时，然后用有机溶剂反复超声洗涤除去未反应的三乙酰氧基硼氢化钠，得到表面修饰有荧光素的硅纳米线或硅纳米线阵列；

4）将步骤3）得到的表面修饰有荧光素的硅纳米线或硅纳米线阵列置于反应器中，加入5～10mL的二氯甲烷，冷却至0℃，加入1.2～1.5mmol的吡啶，0.5～1mmol的三氯氧磷，在惰性气体保护下反应0.5～2小时，然后逐滴加入0.5～1mL的体积比为1:1的丙酮与水的混合溶液淬灭反应，用去离子水和有机溶剂超声清洗，真空干燥，得到表面修饰有对碱性磷酸酶具有选择性荧光响应的磷酸化荧光素分子的硅纳米线荧光化学传感器或硅纳米线阵列荧光化学传感器。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤1）所述的硅纳米线是由化学气相沉积法制备得到的直径为7～15nm的硅纳米线；

步骤1）所述的硅纳米线阵列是由化学刻蚀法制备得到的由直径为200～400nm，长度为15～35μm的硅纳米线构成的硅纳米线阵列。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的将硅纳米线或硅纳米线阵列浸泡在质量浓度为1%～10%的氢氟酸水溶液中的时间是1～10分钟。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的有机溶剂是甲醇、乙醇、二氯甲烷或丙酮。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的无水均三甲苯是新蒸的无水均三甲苯。

8.一种权利要求1或2所述的基于硅纳米线的碱性磷酸酶荧光化学传感器的应用，其特征是：所述的基于硅纳米线的碱性磷酸酶荧光化学传感器用于含有碱性磷酸酶分子的溶液体系中的碱性磷酸酶分子的检测，以硅纳米线荧光化学传感器，或以从硅纳米线阵列上刮下来的单根硅纳米线荧光化学传感器作为荧光检测的活性基底；联用荧光光谱仪或联用荧光显微镜，在有碱性磷酸酶存在的溶液体系中，所述的硅纳米线荧光化学传感器，或所述的单根硅纳米线荧光化学传感器会产生荧光增强，通过绘制已知碱性磷酸酶的浓度和荧光特征峰相对强度的定标曲线，由所述的硅纳米线荧光化学传感器，或由所述的单根硅纳米线荧光化学传感器检测到的荧光特征峰的荧光增强确定溶液体系中的碱性磷酸酶的浓度。