[发明专利]一种染料可控掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法

摘要

本发明的一种染料可控掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法属发光纳米材料技术领域。有二氧化硅内核的制备、二氧化硅表面功能基团的修饰、染料的共价偶联、间隔二氧化硅层的制备，以及染料层与间隔二氧化硅层的交替生长的工艺过程。本发明中，染料可控掺杂包染料在硅球中分布的可控、染料分子之间距离可控和染料层的发光颜色可控。本发明具有以下优点：避免染料分子在掺杂过程中的聚集，减小自淬灭，提高染料的发光效率；更易于制备荧光编码微球；染料不易从硅球中泄漏，提高了粒子的光稳定性。本发明二氧化硅的表面易于功能化，适用于生物检测、标记和免疫检测等生物领域的应用。

主权项

1、一种染料可控掺杂二氧化硅纳米粒子的制备方法，有二氧化硅内核的制备、二氧化硅表面功能基团的修饰、染料的共价偶联、间隔二氧化硅层的制备和染料层与间隔二氧化硅层的交替生长的工艺过程：所说的二氧化硅内核的制备，是将正硅酸乙酯溶解在乙醇、氨水和水的混合溶液中，通过正硅酸乙酯的水解和缩聚制得二氧化硅内核；所说的二氧化硅表面功能基团的修饰，是通过硅烷偶联剂的水解和缩合，进行二氧化硅表面的氨基或巯基修饰，或者将具有氨基表面的二氧化硅粒子修饰上羧基功能基团或醛基功能基团；所说的染料与硅层的共价偶联，是指表面功能基团修饰后的二氧化硅纳米粒子在乙醇溶液中分别与带有异硫氰根、磺酸根、亚磺酰胺基、醛基和羧基的染料分子共价偶联；或与带有氨基、马来酰亚胺基团或重金属离子的染料分子共价偶联；反应液中染料的质量百分含量是0.0006％～0.01％；共价偶联过程是在搅拌条件下，避光反应10～14小时；所说的间隔二氧化硅层的制备，是指将表面共价偶联染料的二氧化硅纳米粒子溶解在乙醇、氨水和水的混合溶液中加入有机硅源正硅酸乙酯，通过正硅酸乙酯的水解和缩聚表面包覆二氧化硅层；或将表面共价偶联染料的二氧化硅纳米粒子溶解在水中通过无机硅源硅酸钠水解和缩聚制得二氧化硅层；有机硅源包覆中，反应液中正硅酸乙酯的质量百分含量为0.35％～3.0％，氨水的质量百分含量是1.15％～6％，水的质量百分比含量是1.9％～10％，乙醇与水的质量比是50～10∶1，反应温度在20℃～60℃水浴3～12小时；无机硅源包覆中，硅酸钠的质量百分含量是0.02％～0.49％，反应中用阳离子树脂调节硅酸钠溶液的pH值为9～11，反应温度在35℃～45℃水浴12～48小时；所说的染料层与间隔二氧化硅层的交替生长，是指重复表面功能基团的修饰、染料的共价偶联和间隔二氧化硅层的制备工艺步骤，使染料与二氧化硅层交替生长。