[发明专利]重金属离子上转换发光检测用纳米探针及其制备方法

权利要求书

1.一种重金属离子上转换发光检测用纳米探针，由能量给体和能量受体通过π-π键相互作用结合形成，其特征在于所述的能量给体为经羧基功能化的具有核壳结构的上转换发光纳米晶（CS-UCNPs）与可专一性识别重金属离子的探针DNA分子进行共价键组装而形成，其中探针DNA与上转换发光纳米晶的摩尔比为：1:2000~1:2500；所述的上转换发光纳米晶的表面羧基化率为：30%~60%；所述的能量受体为：单壁碳纳米角（SWCNHs）、氧化石墨烯（GO）或碳纳米管（WCNTs）；所述的能量给体与能量受体的质量比为15:1~30:1。

2.根据权利要求1所述的重金属离子上转换发光检测用纳米探针，其特征在于所述的具有核壳结构的上转换发光纳米晶为：NaYF₄:Yb,ErNaYF₄、NaYF₄:Yb,ErNaYF₄:Yb,Er、NaYF₄:Yb,ErNaGdF₄或NaYF₄:Yb:ErNaGdF₄:Yb,Er。

3.一种制备根据权利要求1或2所述的重金属离子上转换发光检测用纳米探针的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将经羧基功能化的具有核壳结构的上转换发光纳米晶Cit-UCNPs用N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺活化，得到活化后的Cit-UCNPs；

b.将步骤a所得活化后的Cit-UCNPs与探针DNA分子按照质量比260:1~290:1的比例溶于去离子水中，4℃搅拌10~12小时；经分离提纯得到能量给体即Cit-UCNPs-ssDNA；

c.将步骤b所得能量给体与能量受体按照质量比为20:1~24:1的比例溶于去离子水中，4℃搅拌1~2小时，最终得到重金属离子上转换发光检测用纳米探针。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的经羧基功能化的具有核壳结构的上转换发光纳米晶Cit-UCNPs的制备步骤为：

a-1.将具有核壳结构的上转换发光纳米晶分散在甲苯和氯仿的混合溶剂中，配制成浓度为1mg/mL~3mg/mL的分散溶液，所述的甲苯和氯仿的体积比为1:2~2:3；

a-2.在惰性气氛下，将无水柠檬酸钠溶于二乙二醇中，配制成浓度为0.1M~0.3M的溶液，在100℃~120℃下保持30~40min，冷却；

a-3.将步骤a-1所得分散液滴加到步骤a-2所得的柠檬酸溶液中，其中纳米晶与柠檬酸的摩尔比为1：80~1：150；加热至130℃，保持40~50min，蒸发除掉甲苯、氯仿，加热至180℃，氩气环境下，保持1~2小时，冷却、离心，用乙醇和水洗涤，即制得经羧基功能化的具有核壳结构的上转换发光纳米晶。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的Cit-UCNPs的活化方法为：

b-1.将N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺按照质量比1:1~3:1加入到去离子水中，然后加入经羧基功能化的具有核壳结构的上转换发光纳米晶，4℃搅拌2~4小时，将所得到的混合物离心，用去离子水洗涤3次，得到活化的Cit-UCNPs纳米晶。