一种温度响应型发光金纳米胶束及其制备方法与在可视化温度检测中的应用技术

本发明专利技术公开了一种温度响应型发光金纳米胶束及其制备方法与在可视化温度检测中的应用。该方法包括如下步骤：将荧光染料和表面活性剂溶于有机溶剂，充分混合均匀，将有机溶剂旋干；加入溶剂、巯基小分子、充分溶解；加入氯金酸，在80‑120℃反应2‑10 h；反应结束后，经过透析和离心除去杂质，得到一种温度响应型发光金纳米胶束。该温度响应型发光金纳米胶束合成方法简单，成本低，易于大规模工业化生产。本方法合成的温度响应型发光金纳米胶束，随着温度的变化，在紫外光下可观察到明显的荧光发光颜色的变化。该温度响应型发光金纳米胶束在应用方面具有简便快捷、高灵敏度、实用性、普适性、可重复性及抗干扰能力强等一系列优点。

A Temperature-responsive Luminescent Gold Nanomicelle and Its Preparation Method and Application in Visual Temperature Detection

The invention discloses a temperature-responsive luminescent gold nanomicelle, a preparation method thereof and an application in visual temperature detection. The method consists of the following steps: dissolving fluorescent dyes and surfactants in organic solvents, mixing well and drying the organic solvents; adding solvents, sulfhydryl small molecules, fully dissolving; adding chloroauric acid, reacting at 80 120 C for 2 10 h; after the reaction, removing impurities through dialysis and centrifugation, a temperature-responsive gold nanomicelle is obtained. The temperature-responsive gold nanomicelles have the advantages of simple synthesis method, low cost and easy to be industrialized on a large scale. The temperature-responsive luminescent gold nanomicelles synthesized by this method show obvious changes in the color of fluorescence under ultraviolet light with the change of temperature. The temperature-responsive gold nanomicelles have a series of advantages in application, such as simplicity, rapidity, high sensitivity, practicability, universality, repeatability and strong anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
一种温度响应型发光金纳米胶束及其制备方法与在可视化温度检测中的应用
本专利技术涉及功能发光纳米材料领域，具体涉及一种温度响应型发光金纳米胶束及其制备方法与在可视化温度检测中的应用。
技术介绍
温度是表征物体冷热程度的物理量，是日常生活、科学研究和高新技术开发中极其普遍而重要的测量参数之一。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量和食品安全等一系列问题,因此对体系中温度精确传感和检测的意义越来越大。随着科技的发展和人民生活水平的日益提高，高温、低温和超低温等非常态实验及工程应用越来越多，对温度测量的要求越来越高，尤其是在日常生活中对温度检测的要求是更加直观、可视化和快速。因此，不断探索新的温度测量方法，改进原有测量技术，以满足各种条件下的温度测量需求刻不容缓(SensorActuat.B:Chem,2003,96,180；Anal.Chem.,1993,65,1868)。荧光分析方法及与其成像技术具有灵敏度高、重复性好和操作简便等特点，已成为生物传感、医学诊断和食品环境安全等领域研究中的一种重要分析工具(Mater.Today,2013,16,477；J.Am.Chem.Soc.,2016,138,6380)，因此合成具有高灵敏光学响应的荧光探针具有重要的意义和实用价值。分子荧光分析具有检测限低，灵敏度高，选择性好，取样量少，动态线性范围宽，重现性好，仪器设备简单和分析方法简捷快速等优点，是一种重要的光学分析手段。发光金属纳米材料作为一种新型的荧光纳米探针具有荧光探针和纳米材料的属性，近年来得到迅速发展，其在生物组织成像、化学检测、疾病诊断和治疗及传感等领域展现出巨大的应用潜力，吸引了研究者的广泛关注(Nanoscale,2012,4,4073；Angew.Chem.,Int.Ed.,2013,52,12572；J.Am.Chem.Soc.,2003,125,14676)。然而，温度响应型发光金纳米材料在温度传感和检测方面的应用鲜有报道。目前的温度测量方法大致包括膨胀式测温、电量式测温、接触式光电和热色测温和声波或微波测温方法等。这些温度检测方法都需要较为复杂仪器的支撑，步骤繁琐，不易操作和成本相对较高等一系列缺点(ACSSens.,2016,16,99；Chem.Soc.Rev.,2016,45,1738；J.Phys.Chem.B,2006，110,13508；SensorActuat.B:Chem,2012，173,250；LabChip,2011,11,3411)。因此要想快速得到准确可靠的温度分析结果，需要熟悉各种测量方法的原理及其特点，结合被测对象要求选择合适的测量方法。为克服上述缺点，满足当前温度传感和检测的需求，创新和改进温度检测方法和技术势在必行。近年来，一种具有简便快捷和高灵敏度的温敏材料应运而生，并受到了广大研究人员的关注(Macromolecules,2004,37,7861；Nat.Chem.,2017,9,171；Polym.Chem.,2017,8,177)。然而，目前绝大多数的温度响应型聚合物的制备是利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合得到具有亲疏水结构的温敏嵌段共聚物。许多RAFT聚合研究表明，在聚合时会存在阻滞、交叉终止及诱导现象等缺陷，致其聚合过程复杂多变、不易纯化、稳定性差及实用性低等缺点。因此，研究与设计具有高灵敏度、实用性、普适性和可重复性的光学温敏纳米材料，实现温度的快速可视化传感具有十分重要的意义和实际应用价值。
技术实现思路
为了克服现有温度测量方法的缺点和不足，本专利技术提供一种温度响应型发光金纳米胶束及其制备方法与在可视化温度检测中的应用。本专利技术提供的温度检测技术，可通过以下几种分析手段同步监测：普通荧光光谱仪检测发光金纳米胶束荧光强度变化；发光金纳米胶束的两波峰的比值(I1/I2)随温度变化的关系；更为重要的是还可以通过温度变化时，可在紫外光下观察到该材料荧光颜色的变化(如红色-蓝色之间的转变)来实现快速可视化温度的灵敏检测。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种温度响应型发光金纳米胶束的制备方法，包括如下步骤：(1)将染料和表面活性剂溶于有机溶剂中，混合均匀后旋干；(2)在搅拌条件下，向步骤(1)所得固体粉末中加入溶剂，搅拌至完全溶解，再加入巯基小分子化合物并搅拌均匀；(3)向步骤(2)所得混合液中加入Au(III)，搅拌至溶液变为无色，调节溶液pH，在恒温油浴搅拌下充分反应；所述Au(III)为含Au3+的化合物；(4)将步骤(3)所得样品经过透析、离心纯化，得到温度响应型发光金纳米胶束。合成原理如图9所示。优选的，步骤(1)所述染料为氨基香豆素、二脒基苯基吲哚、一氯代胺和2,2-(4,4-二苯乙烯基)双苯并噁唑中的一种或多种。优选的，步骤(1)所述表面活性剂为F108、P104、L22、P123、F127或具有类似结构的三嵌段聚合物(PEO/PPO/PEO)的一种或多种。优选的，步骤(1)所述有机溶剂为三氯甲烷、乙醇、苯乙烯、四氢呋喃、甲苯和甘油的一种或多种。优选的，步骤(1)所述混合均匀是在磁性搅拌器或超声条件下混合均匀；所述旋干是用旋转蒸发仪旋至充分干。优选的，步骤(2)所述溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、甘油、甲苯和水中的一种以上。优选的，步骤(2)所述巯基小分子化合物为巯基乙酸、巯基乙胺、1,6-己二硫醇、二硫代硝基苯甲酸、四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯或者为具有R-(SH)n化学结构式的化合物，式中R为烷基链或杂环类化合物，n为巯基个数，取值范围为1-8。优选的，步骤(3)中，含巯基的小分子化合物与Au(III)的物质的量之比为1.4:1。优选的，步骤(3)所述搅拌至溶液变为无色的时间为15-30min。优选的，步骤(3)所述pH值为8-10。优选的，步骤(3)所述恒温油浴的温度为80-120℃。优选的，步骤(3)所述充分反应的时间为2-10h。优选的，步骤(3)所述恒温油浴的搅拌速度为500-1500rpm/min。优选的，步骤(4)所述透析所用透析袋的截留分子量为3000-14000Da。优选的，步骤(4)所述透析的时间为24h，其中每8h换水一次。优选的，步骤(4)所述离心的速度为21000rpm/min，离心的时间为10min。由以上所述的制备方法制得的一种温度响应型发光金纳米胶束。随着温度的变化，在紫外光下可观察到该材料荧光颜色的变化(如红色-蓝色之间的转变)。以上所述的一种温度响应型发光金纳米胶束应用于可视化温度传感或检测中。本专利技术合成的一种温度响应型发光金纳米胶束(可制成温敏试纸等)，当温度变化时，由荧光光谱仪检测发光金纳米胶束可以明显的观察到染料分子的荧光(强度为I1，波长为λ1)和金纳米粒子的荧光(强度为I2，波长为λ2)之间的转化；在此基础上，计算发光金纳米胶束的两波峰的比值(I1/I2)随温度变化的关系，可以直观得到相应温度；更为直观的是还可以通过温度变化时，可由紫外光下其荧光发光颜色的变化(如红色-蓝色之间)来实现可视化温度的检测。在温度检测方面，本专利技术提供了一种新的思路，制备出了一种具有简便快捷、高灵敏度、实用性、普适性、可重复性等优势的温度响应型发光金纳米胶束，为进一步提供新型光学纳米粒子的设计与合成新途径和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度响应型发光金纳米胶束的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1） 将染料和表面活性剂溶于有机溶剂中，混合均匀后旋干；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）所得固体粉末中加入溶剂，搅拌至完全溶解，再加入巯基小分子化合物并搅拌均匀；（3）向步骤（2）所得混合液中加入Au（III），搅拌至溶液变为无色，调节溶液pH，在恒温油浴搅拌下充分反应；所述Au（III）为含Au3+的化合物；（4）将步骤（3）所得样品经过透析、离心纯化，得到温度响应型发光金纳米胶束。

【技术特征摘要】
1.一种温度响应型发光金纳米胶束的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将染料和表面活性剂溶于有机溶剂中，混合均匀后旋干；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）所得固体粉末中加入溶剂，搅拌至完全溶解，再加入巯基小分子化合物并搅拌均匀；（3）向步骤（2）所得混合液中加入Au（III），搅拌至溶液变为无色，调节溶液pH，在恒温油浴搅拌下充分反应；所述Au（III）为含Au3+的化合物；（4）将步骤（3）所得样品经过透析、离心纯化，得到温度响应型发光金纳米胶束。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述染料为氨基香豆素、二脒基苯基吲哚、一氯代胺和2,2-(4,4-二苯乙烯基)双苯并噁唑中的一种或多种；所述表面活性剂为F108、P104、L22、P123、F127、PEO、PPO和PEO的一种或多种；所述有机溶剂为三氯甲烷、乙醇、苯乙烯、四氢呋喃、甲苯和甘油的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、甘油、甲苯和水中的一种以上。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述巯基小分子化合物为巯基乙酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦斌，马华丽，周廷尧，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44