[发明专利]一种高荧光纳米荧光素有机硅点及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高荧光纳米荧光素有机硅点及其制备方法和应用，该高荧光纳米荧光素有机硅点荧光素和硅烷化试剂通过摩尔比为1:2‑2:1反应获得。本发明制备合成的高荧光纳米荧光素有机硅点为具有高荧光，发射最高荧光量子产率可达100％，合成产率高，形貌较均一，荧光稳定性好，并且具有良好的生物相容性和稳定的抗光致荧光漂白以及硅纳米荧光光学调控；同时本发明的制备方法简单方便，原料来源广，成本低，适用于工业化生产应用。本发明制备的高荧光纳米荧光素有机硅点发生了很大的红移，展现出良好的激发波长依赖的荧光光谱性质等优点，基于各种优良特性可以用于制备成荧光探针作为荧光标记物应用于细胞成像和多色细胞成像中。

技术领域

本发明属于化学纳米材料领域，具体涉及一种高荧光纳米荧光素有机硅点及其制备方法和应用。

背景技术

硅量子点是一种零维半导体荧光纳米材料，由于其独特的光学特性而受到越来越多的关注。尤其是硅量子点具有良好的生物相容性和稳定的抗光致荧光漂白。使其成为替代荧光染料应用于生物测定和荧光成像理想候选材料。然而，传统“top-down”方法制备获得的疏水性硅量子点，通常荧光量子产率较低，亲水性修饰后荧光量子产率会进一步降低，限制了其生物成像应用。2013年，何耀教授等采用柠檬酸钠还原3-氨丙基-三甲氧基甲硅烷，利用“bottom-up”方法水相合成了硅量子点，荧光量子产率为20-25％。2017年，吴等采用孟加拉玫瑰红与三种硅烷化试剂进行反应生成了的有机荧光硅点，合成的有机硅点最高荧光量子产率可达100％。这一研究成果的取得，为硅点进一步发展和实际应用展开了一个美好的前景。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高荧光纳米荧光素有机硅点，本发明制备合成的高荧光纳米荧光素有机硅点为具有高荧光，发射最高荧光量子产率可达100％，合成产率高，形貌较均一，荧光稳定性好，解决了荧光染料因光照导致荧光强度显著降低的现象。

本发明还提供一种高荧光纳米荧光素有机硅点的制备方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述的一种高荧光纳米荧光素有机硅点，由荧光素和硅烷化试剂通过摩尔比为1:2-2:1反应获得。

其中，所述硅烷化试剂为二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷(AEEA)；3-氨基丙基三乙氧基硅烷(AMEO)；3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)；N-(beta-氨乙基)-gama-氨丙基三甲氧基硅烷(DAMO)。

作为优选：荧光素分别与四种硅烷化试剂摩尔比为1:1，反应所获得高荧光纳米荧光素有机硅点，分别标记为C5、C6、C7、C8。

其中，所述高荧光纳米荧光素有机硅点为无定形的纳米颗粒。

其中，所述高荧光纳米荧光素有机硅点直径在2nm-20nm之间，直径随反应时间延长而增大。

其中，所述高荧光纳米荧光素有机硅点具有荧光性能，在450nm—550nm波长附近具有强的荧光发射峰。四种荧光素有机硅点具有高的荧光性能在530nm处具有最强的荧光发生峰。

本发明所述的高荧光纳米荧光素有机硅点的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例将硅烷化试剂和荧光素加入一定量的水溶液中，充分混合溶解，一步水热法加热反应(加热可以用水热法、也可以装入耐压管中加热)，然后停止加热，冷却，取出反应溶液透析掉未反应物，最后再将低速离心去掉沉淀，得到高荧光纳米荧光素有机硅点水溶液；

(2)将步骤(1)中高荧光纳米荧光素有机硅点水溶液冷冻干燥获得产物的固体粉末为高荧光纳米荧光素有机硅点。

作为优选，步骤(1)所述的一步水热法加热反应的反应温度140-200℃，时间为2-12小时。最优选的为，反应温度为160℃，时间为4h。