基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法，该制备方法包括：将金纳米团簇溶液、改性金纳米棒溶液与缓冲溶液进行接触反应以制得基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系；其中，改性金纳米棒溶液中的改性金纳米棒包括金纳米棒、二氧化硅层和氨基修饰层，二氧化硅层包覆于金纳米棒的外部，氨基修饰层分布于二氧化硅层的外表面；所述金纳米团簇溶液中金纳米团簇的外层保护基团选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白和谷胱甘肽中的一种或多种。通过该方法制得的金纳米团簇荧光体系具有优异的发光量子产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金纳米团簇，具体地，涉及基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法。
技术介绍
金纳米团簇(AuNCs)是由几个到几十个原子核心，有机单分子如硫醇类化合物或者蛋白质等作为保护基团组合而成的分子聚集体。AuNCs由于理想的光性能和电性能成为了目前研究热点之一。研究表明，当AuNCs逐渐减小到电子的费米波长相当时(通常＜1.5nm)，由于两字尺寸效应，会呈现出和半导体类似的特征，产生分立能级，并会激发出荧光。相对于传统的荧光标记物而言，AuNCs具有许多优势，如：具有很高的生物相容性、毒性低、光稳定性、可以在非常温和的条件下就能够合成而得，并且发光颜色随着团簇尺寸可调；但是具有致命的缺陷，即发光量子产率低下，通常都低于10％，正是这个缺陷极大地限制了AuNCs的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法，通过该方法制得的金纳米团簇荧光体系具有优异的发光量子产率。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法，包括：将金纳米团簇溶液、改性金纳米棒溶液与缓冲溶液进行接触反应以制得基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系；其中，改性金纳米棒溶液中的改性金纳米棒包括金纳米棒、二氧化硅层和氨基修饰层，二氧化硅层包覆于金纳米棒的外部，氨基修饰层分布于二氧化硅层的外表面；所述金纳米团簇溶液中金纳米团簇的外层保护基团选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白和谷胱甘肽中的一种或多种。本专利技术还提供了一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系，该金纳米团簇荧光体系通过上述的方法制备而成。通过上述技术方案，本专利技术通过利用改性金纳米棒(AuNR@SiO2@NH2，AuNR指的是金纳米棒)与金纳米团簇(AuNCs)之间进行复合制得AuNR@SiO2@NH2@AuNCs结构，该结构粒子能够实现表面等离子体的共振，进而实现了荧光的增强，即提高了金纳米团簇的发光量子产率。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例1的制备原理图；图2是检测例1中金纳米棒的透射电镜图；图3是检测例2中AuNR@SiO2溶液A1的透射电镜图；图4是检测例2中AuNR@SiO2溶液A2的透射电镜图；图5是检测例2中AuNR@SiO2溶液A3的透射电镜图；图6是检测例3中D3的在低倍下的透射电镜图；图7是检测例3中D3的在高倍下的透射电镜图；图8是检测例4中AuNCs的透射电镜图；图9是检测例7中D6、D7、E1、E3的荧光光谱图；图10是检测例5中D1、D2、D3、D4、D5、E1和E2的荧光光谱图；图11是检测例6中F1、E1、A2、B2、G12的紫外光谱图；图12是检测例8中D8、D9、D10、E1、E4的荧光光谱图；图13是检测例12中E1、E6-E11的荧光光谱图；图14是检测例11中E2、E12-E17的荧光光谱图；图15是检测例10中D3、D11-D16的荧光光谱图；图16是检测例12中E7、D17-D24的荧光光谱图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法，包括：将金纳米团簇溶液、改性金纳米棒溶液与缓冲溶液进行接触反应以制得基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系；其中，改性金纳米棒溶液中的改性金纳米棒包括金纳米棒、二氧化硅层和氨基修饰层，二氧化硅层包覆于金纳米棒的外部，氨基修饰层分布于二氧化硅层的外表面；所述金纳米团簇溶液中金纳米团簇的外层保护基团选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白和谷胱甘肽中的一种或多种。在本专利技术中，金纳米团簇与改性金纳米棒的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，相对于金纳米团簇溶液中的1μmol的金纳米团簇，改性金纳米棒的用量为0.0327-0.0607μmol。在本专利技术中，金纳米团簇溶液与改性金纳米棒溶液的浓度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，金纳米团簇溶液中金纳米团簇的浓度为6.87×10-11-7.41×10-11mol/L-1，改性金纳米棒溶液的浓度为2.43×10-12-4.50×10-12mol/L-1。在本上述金纳米团簇溶液与改性金纳米棒溶液的浓度的前提下，金纳米团簇溶液与改性金纳米棒溶液的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，相对于100μL的缓冲溶液，金纳米团簇溶液的用量为100-120μL，改性金纳米棒溶液的用量为30-100μL。在本专利技术中，改性金纳米棒中的氧化硅层的厚度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高提高金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，在改性金纳米棒中，二氧化硅层的厚度为5-27nm。在本专利技术中，改性金纳米棒的具体结构和组成可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高提高金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，相对于1μmol的金纳米棒，二氧化硅层中二氧化硅的含量为0.801-0.874μmol，氨基修饰层中氨基修饰基团的含量为0.0422-0.0461μmol。在本专利技术中，金纳米团簇的具体结构和组成可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高提高金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，所述金纳米团簇包括金原子核心，所述外层保护基团包覆于所述金原子核心的外部，所述金原子核心的粒径为46-53nm，所述外层保护基团的厚度为5-27nm。另外，改性金纳米棒的氨基修饰基团的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，氨基修饰基团为为如式(I)所示结构的基团(通过APTES即3-氨丙基三乙氧基硅烷脱去乙基而得)，同时，缓冲溶液的pH可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，缓冲溶液的pH为5.8-6.4。此外，缓冲溶液的pH可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，缓冲溶液选自PBS缓冲溶液。在上述内容的基础上，接触反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的金纳米团簇荧光体系的发光量子产率，优选地，接触反应至少满足以下条件：反应温度为25-30℃，反应时间为55-65min。本专利技术还提供了一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系，该金纳米团簇荧光体系通过上述的方法制备而成。本专利技术也提供了改性金纳米棒溶液的制备方法，该方法包括：1)将金纳米棒溶液调为碱性，接着加入含正硅酸乙酯(TEOS)的甲醇溶液进行接触反应，反应结束后离心、洗涤，然后将产物分散于异丙醇溶液中以得到AuNR@SiO2溶液；2)将APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)溶液加入至AuNR@SiO2溶液中进行接触反应，反应结束后离心、洗涤，然后将产物分散于水中以得到AuNR@SiO2@NH2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法，其特征在于，包括：将金纳米团簇溶液、改性金纳米棒溶液与缓冲溶液进行接触反应以制得所述基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系；其中，所述改性金纳米棒溶液中的改性金纳米棒包括金纳米棒、二氧化硅层和氨基修饰层，所述二氧化硅层包覆于所述金纳米棒的外部，所述氨基修饰层分布于所述二氧化硅层的外表面；所述金纳米团簇溶液中金纳米团簇的外层保护基团选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白和谷胱甘肽中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系的制备方法，其特征在于，包括：将金纳米团簇溶液、改性金纳米棒溶液与缓冲溶液进行接触反应以制得所述基于表面等离子体增强的金纳米团簇荧光体系；其中，所述改性金纳米棒溶液中的改性金纳米棒包括金纳米棒、二氧化硅层和氨基修饰层，所述二氧化硅层包覆于所述金纳米棒的外部，所述氨基修饰层分布于所述二氧化硅层的外表面；所述金纳米团簇溶液中金纳米团簇的外层保护基团选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白和谷胱甘肽中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于所述金纳米团簇溶液中的1μmol的金纳米团簇，所述改性金纳米棒的用量为0.0327-0.0607μmol。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述金纳米团簇溶液中金纳米团簇的浓度为6.87×10-11-7.41×10-11mol/L-1，所述改性金纳米棒溶液的浓度为2.43×10-12-4.50×10-12mol/L-1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，相对于100μL的所述缓冲溶液，所述金纳米团簇溶液的用量为100-120μL，所述改性金纳米棒溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏云生，陈露，宫素芹，张慧，朱慧，刘春秀，朱霜霜，吕扬，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34