[发明专利]一种提高金纳米电极阵列空间分辨率的方法

说明书

本发明公开了一种用于提高金纳米电极阵列空间分辨率的方法，包括以下步骤：金纳米电极阵列的制备；通过电聚合及共价偶联法将电致荧光分子修饰到独立单根金纳米电极表面；导电电解质的选择；电光转换体系的构筑；在外加电压作用下，通过改变施加电压的方向，实现电致荧光分子的荧光信号的“开关”控制。本发明通过电聚合导电聚合物及共价偶联的方式将电致荧光分子共价偶联到单根金纳米电极表面，有效地解决了荧光溶液扩散的问题。结合荧光共聚焦显微镜实现了单根金纳米电极阵列上的荧光信号的分辨，并通过循环伏安法改变施加电压的方向实现了荧光信号的“开关”控制。该方法的提出为后期提高空间分辨率提供了良好的思路和有效的指导方法。

技术领域

本发明属于金纳米电极阵列技术领域，涉及一种提高金纳米电极阵列空间分辨率的方法，具体涉及基于闭合式双极电极的电光转换体系的构筑及通过荧光分子的修饰及电解质的选择用于提高金纳米电极阵列空间分辨率。

背景技术

目前对于如何提高荧光分析的空间分辨率的问题，主要在于一方面是制备尺寸较小的电极阵列，另一方面在于如何将荧光分子固定到电极表面，解决荧光分子的扩散问题。基于该问题，张波老师课题组((1)Guerrette，J.P.；Percival，S.J.；Zhang，B.J Am ChemSoc2013，135，855-861.(2)Oja，S.M.；Guerrette，J.P.；David，M.R.；Zhang，B.AnalChem2014，86，6040-6048.)制备了微米级的碳纤维阵列，但由于荧光分子溶液的扩散问题，该碳纤维阵列的荧光分辨率仍然没有得到有效地提高。再者，制备小尺寸电极阵列通常使用的是光刻法或微纳加工法，由于该方法所需的仪器价格昂贵，且制备的电极尺寸也是有限的。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种简单的策略用于提高金纳米电极阵列荧光信号的空间分辨率。针对以上问题，本发明利用模板辅助的电化学沉积法制备直径为140nm的金纳米电极阵列，有效地制备尺寸较小且规整的金纳米电极阵列，再通过电聚合偶联法将荧光分子固定到独立地单根金纳米电极表面，有效地解决了荧光分子的扩散问题，再通过选择折射率匹配的导电电解质进而实现了单根金纳米电极的荧光成像，显著提高了荧光成像的空间分辨率。

技术方案：本发明提供了一种提高金纳米电极阵列空间分辨率的方法，包括以下步骤：

1)金纳米电极阵列的制备；

2)利用电聚合及共价偶联法将电致荧光分子修饰到步骤1)的金纳米电极阵列中的每根独立金纳米电极表面；

3)利用步骤2)得到的金纳米电极阵列结合驱动电极构筑闭合式双极电极体系，基于所述闭合式双极电极体系构筑光电转换体系；

4)利用步骤3)构筑的光电转换体系，在其阴极端加入磷酸盐缓冲溶液，在其阳极端修饰电致荧光分子并加入导电电解质；

5)在外加电压作用下，通过改变施加电压的方向，实现电致荧光分子的荧光信号的开关控制。

其中，步骤1)中金纳米电极阵列的制备是采用以阳极氧化铝为模板，结合电化学沉积法制备得到，所述阳极氧化铝直径为13±1mm，厚度为50±10μm，孔径为140±5nm，孔间距为450±20nm。