[发明专利]一种单根硅纳米线荧光寿命温度计及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种单根硅纳米线荧光寿命温度计及其制备方法和应用。本发明首先公开了单根硅纳米线荧光寿命温度计是以单根硅纳米线为基底，单根硅纳米线表面共价修饰有对温度敏感的荧光小分子。本发明进一步公开了上述单根硅纳米线荧光寿命温度计的制备方法及在单细胞温度检测中的应用。本发明单根硅纳米线荧光寿命温度计在进行单细胞温度检测时，能够有效的消除细胞外环境对于细胞温度造成的影响，同时利用荧光寿命作为检测指标，可消除荧光自身信号的干扰，能够准确的检测细胞的温度。另外，单根硅纳米线荧光寿命温度计制备方法简单，可进行批量生产。

技术领域

本发明涉及纳米温度计领域。更具体地，涉及一种单根硅纳米线荧光寿命温度计及其制备方法和应用。

背景技术

温度作为一个重要的物理量，对于生物体乃至细胞具有重要的意义。很多生理反应都需要在合适的生理温度范围内才能发生。准确地测量细胞的温度，能够帮助人类从细胞水平或者细胞水平了解细胞的新陈代谢，探究某些疾病的发病机理。在药物筛选以及药代动力学的研究方面，有具有不可忽视的作用。然而，细胞的体积小，比表面积大，容易受到周围环境温度的影响。在众多研究细胞温度的技术中，利用荧光强度作为细胞温度探针，具有相应速度快，分辨率高等优势，被广泛的应用。然而，荧光强度会受到探针浓度以及组织厚度的影响。

因此，需要制备出一种不受外界环境影响的温度计，以准确的检测单细胞温度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种单根硅纳米线荧光寿命温度计，该温度计为单细胞温度的检测提供了一种新的方法。

本发明的第二个目的在于提供上述单根硅纳米线荧光寿命温度计的制备方法，该方法简单，易于批量生产。

本发明的第三个目的在于提供上述单根硅纳米线荧光寿命温度计在单细胞温度检测中的应用，在进行单细胞温度检测时，能够有效的消除环境对于细胞温度造成的影响，同时利用荧光寿命，可消除荧光自身信号的干扰。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明首先提供了一种单根硅纳米线荧光寿命温度计，该温度计是以单根硅纳米线为基底，单根硅纳米线表面共价修饰有对温度敏感的荧光小分子。

进一步，所述单根硅纳米线的长度为100-150μm，直径为150-200nm。

进一步，所述对温度敏感的荧光小分子为罗丹明B，罗丹明B的荧光寿命随温度的升高而变短。

进一步，所述单根硅纳米线为氧化后的单根硅纳米线，是通过钝化处理(即在氧气的氛围下高温煅烧)硅纳米线得到的，经钝化处理可增加硅纳米线的氧化层的厚度(大于10nm)，减少硅纳米线对于荧光分子的猝灭效果。

本发明进一步提供了单根硅纳米线荧光寿命温度计的制备方法，所述制备方法包含以下步骤：

将硅纳米线阵列进行钝化处理，得到氧化后的硅纳米线阵列；

对氧化后的硅纳米线阵列的表面依次进行羟基化、氨基化，然后通过共价键结合的方式将对温度敏感的荧光小分子修饰在硅纳米线阵列的表面，得到表面修饰有对温度敏感的荧光小分子的硅纳米线阵列；

将硅纳米线从表面修饰有对温度敏感的荧光小分子的硅纳米线阵列上剥离下来，超声分散，得到单根硅纳米线荧光寿命温度计。

进一步，所述对温度敏感的荧光小分子为罗丹明B。

进一步，所述钝化处理是在氧气的氛围下，400-900℃煅烧200-250min。经钝化处理可增加硅纳米线的氧化层的厚度(大于10nm)，减少硅纳米线对于荧光分子的猝灭效果。