[发明专利]检测金属离子的荧光纳米探针及其制备方法与应用有效

专利信息
申请号: 202010051851.4 申请日: 2020-01-17
公开(公告)号: CN113136201B 公开(公告)日: 2022-12-27
发明(设计)人: 苏海佳;赵怡琳;王耀强;王子帅;靳宇 申请(专利权)人: 北京化工大学
主分类号: C09K11/06 分类号: C09K11/06;C09K11/02;G01N21/64
代理公司: 北京睿邦知识产权代理事务所(普通合伙) 11481 代理人: 方莉
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 检测 金属 离子 荧光 纳米 探针 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明涉及检测金属离子的荧光纳米探针及其制备方法与应用。所述检测金属离子的荧光纳米探针为掺杂染料的磁性纳米复合物,其包括具有介孔结构的磁性纳米复合物、装填于磁性纳米复合物的孔隙内的第I荧光染料(参比荧光染料)、包覆装填有第I荧光染料的磁性纳米复合物表面的包封层、结合于包封层外表面的功能基团,以及通过功能基团偶联于包封层外表面的第II荧光染料(响应荧光染料)。所述磁性纳米复合物具有极大的比表面积,避免染料分子在掺杂过程中的聚集、较少自猝灭,提高染料的发光效率;修饰在包封层内部的染料不易泄漏,提高双发射探针的检测稳定性;纳米复合物表面易于功能化,适用于生物检测、标记和免疫检测等生物领域的应用。

技术领域

本发明属于荧光纳米材料技术领域,涉及检测金属离子的荧光纳米探针及其制备方法与应用。

背景技术

金属离子在生物及环境领域中发挥着重要作用,例如,铜离子作为人体必须的营养元素在细胞生物化学过程中起着关键的作用,人体内铜离子的量与神经退行性疾病密切相关;同时,过量的铜离子是环境中主要的污染性金属之一。又如,汞的跨大陆运输及随大气沉降的性质使得汞污染成为一个全球性问题。已知存在于水环境中的有机汞包括甲基、乙基和苯基汞。在这些化合物中,甲基汞含量最高,毒性最强并且易随食物链实现生物积累和放大。汞中毒引起的临床表现与进入体内汞的形态、进入途径、接触剂量、接触时间及人体特征密切相关,表现为急性毒性、慢性毒性和蓄积性毒性,靶向器官为消化系统和神经系统。甲基汞还可以通过胎盘屏障,使新生儿发生先天性疾病。如体内重金属铜过量,会干扰细胞稳态,导致严重的神经退行性疾病,如门克斯病,威尔逊病和阿尔茨海默病(Yang-RaeKim,Kim H J,Kim J S,et al.Rhodamine-Based“Turn-On”Fluorescent Chemodosimeterfor Cu(II)on Ultrathin Platinum Films as Molecular Switches[J].AdvancedMaterials,2010,20(23):4428-4432.)。因而,发展灵敏度高,选择性好并且操作简便的重金属离子检测方法具有重要的意义。

近年来,已经开发出大量荧光探针用于检测不同种类的金属离子,然而基于信号发射强度变化的探针可能受诸如仪器效率,环境条件和探针分子的浓度等因素的影响而可靠性较差(Zou C,Foda M F,Tan X,et al.Carbon-dot and Quantum-dot-coated Dual-emission Core-Satellite Silica Nanoparticles for Ratiometric IntracellularCu2+Imaging[J].Analytical Chemistry,2016:acs.analchem.6b01941.)。

荧光染料发光纳米材料在各个领域尤其是生物领域的应用日益受到人们的关注,其主要作用为组织细胞或生物分子的标记物用于生物检测。与现有商业化的染料探针相比,荧光染料发光纳米材料具有无法比拟的优势,使其在生物检测中可以提高监测的灵敏度和实现监测的定量化。主要是因为将染料分子掺杂到纳米材料粒子中后,可与氧或水等猝灭剂隔离,从而提高这些发光分子的光化学稳定性和发光效率。另外,TiO2纳米材料由于具有良好的化学稳定性、胶体稳定性和生物相容性,被认为是保护有机发光分子的最理性基底之一。然而,上述单荧光染料发光纳米材料用作检测金属离子的探针监测过程较为复杂,且在灵敏度、选择性和稳定性方面也不甚理想(Zong C H,Ai K L,Zhang G,etal.Dual-Emission Fluorescent Silica Nanoparticle-Based Probe forUltrasensitive Detection of Cu(2+)[J].ANALYTICAL CHEMISTRY,2011,83(8):3126-3132.)。

因此,目前需要开发新型发射荧光纳米材料,将其作为检测重金属离子的探针,不仅具有高的灵敏度和选择性,并且使用方法简便,检测过程快速,同时操作成本低下。

发明内容

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