纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，具体涉及一种纳米材料及其制备方法。所述纳米材料包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点；其中，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合，所述量子点与所述蛋白质模板中的羧基结合。该纳米材料是一种基于近红外量子点的双发射纳米材料，其发光强度具有良好的可分辨性，同时该纳米材料具有良好的生物相容性，因此在生物成像领域具有很好的应用。

【技术实现步骤摘要】
纳米材料及其制备方法
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种纳米材料及其制备方法。
技术介绍
在传统的生物成像过程中，因为组织中的多种成分和细胞中的代谢产物都具有一定的荧光特性，其会吸收激发光子，在成像时产生背景荧光形成干扰。除此之外，因可见光等短波长的光子能量较高，在穿过组织的过程中容易发射散射，给高灵敏的荧光成像带来一定困难。为了克服使用可见光作为发射光进行荧光成像时所带来的缺陷，需要一种有效的技术就是使用近红外光。近红外光是指波长处于700nm-900nm之间的光，在这个波长区域内，体液中主要成分如水、血红蛋白、氧合血红蛋白与脂肪的吸光系数最小。此外，因为组织的吸光系数小，荧光成像时背景荧光非常弱，同时散射强度较弱。最近几年来，基于量子纳米材料近红外(NIR)荧光的生物医学成像与检测具有较低的光损伤作用、较大的穿透深度、较低的荧光背景与弱的光散射强度等诸多优点，成为材料领域的研究热点。这类量子纳米材料具有很多非常良好的光学特性，例如宽激发光谱，窄发射光谱，随尺寸变化的发光特性以及良好的光稳定性。目前已经合成出不同种类的近红外量子点如Ag2S，Ag2Se，PbS，ZnxHg(1-x)Se，CdTeSe/CdS/ZnS等，并将之成功用于组织成像与生物检测。目前已经构建了一些基于近红外量子点的生物成像与生物传感的方法，但是大部分都是以单一信号强度的变化为基础，而这样的荧光信号容易受到多方面的干扰，如光源效率的变化、环境因素以及量子点浓度的变化。为了避免这些缺陷，开发具有更加优异光学性能的双光发射荧光复合近红外量子点是非常有必要的。因此，构建基于近红外量子点的双发射纳米材料不仅能够克服近红外量子点单一发射所带来的缺陷，同时也为比例型活体成像提供了一种新型的手段。传统的合成双发射荧光纳米复合物的过程都是利用三步法合成，首先分别合成两种具有不同荧光发射波长的纳米材料，再利用化学偶联或者生物亲和的作用将这两种纳米材料交联到一起。这种三步法需要复杂的多步制备过程，耗时且需要较高的实验成本，不易于大规模的使用。因此，现有技术有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种纳米材料及其制备方法，旨在解决现有量子纳米材料成像效果不理想，而双发射荧光纳米复合物制备复杂、成本高的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种纳米材料，包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点；其中，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合，所述量子点与所述蛋白质模板中的羧基结合。本专利技术提供的纳米材料是一种基于近红外量子点的双发射纳米材料，包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点，该金属纳米簇在生物体内可稳定存在，不易发生降解，且荧光发射峰与激发波长有较大的斯托克斯位移，在生物成像中可以实现探测能量损少、荧光检测效率高的功能，适合做为内源性荧光标记峰，而蛋白质模板在结合金属纳米簇的基础上复合上量子点，调控金属纳米簇的发射峰(即第一发射峰)与量子点形成的第二发射峰相距70nm以上，并通过第一发射峰和第二发射峰之间荧光强度提供一个比例型信号，这可以很大程度避免外界因素信号的干扰，具有良好的可分辨性。同时，该纳米材料具有很好的生物相容性，制备简单成本低，在生物成像领域具有很好的应用。本专利技术另一方面提供一种纳米材料的制备方法，包括如下步骤：提供初始溶液，所述初始溶液含有蛋白质模板；将金属化合物加入所述初始溶液中，在碱性条件下进行混合处理得到中间溶液，所述中间溶液含有结合有金属纳米簇的蛋白质模板，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合；将量子点前驱体加入所述中间溶液中进行加热处理，在所述结合有金属纳米簇的蛋白质模板的羧基上生成量子点，得到所述纳米材料。本专利技术提供的纳米材料的制备方法，先将金属化合物加入含有蛋白质模板的初始溶液中碱性混合，在碱性条件下，蛋白质模板中的氨基和羧基裸露出来，金属离子由于离子半径较大含有较多的电子，而氮原子所含电子较少而具有更多的空轨道，这样金属化合物溶解后的金属离子与氨基中的氮原子进行配位，生成金属纳米簇作为第一内标性荧光源；而后将量子点前驱体加入其中生成量子点，因量子点前驱体中的量子点阳离子更倾向于与氧族元素配位，从而与羧基中的氧离子配位，在蛋白质模板上生成量子点，成为第二内标性荧光源。该制备方法工艺简单，成本低，最终得到一种基于近红外量子点的双发射纳米材料，其发光强度具有良好的可分辨性，同时该纳米材料具有良好的生物相容性，因此在生物成像领域具有很好的应用。附图说明图1为本专利技术实施例的纳米材料制备流出图；图2为本专利技术实施例的纳米材料形成过程的空间结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，本专利技术实施例提供了一种纳米材料，包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点；其中，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合，所述量子点与所述蛋白质模板中的羧基结合。本专利技术实施例提供的纳米材料是一种基于近红外量子点的双发射纳米材料，包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点，该金属纳米簇在生物体内可稳定存在，不易发生降解，且荧光发射峰与激发波长有较大的斯托克斯位移，在生物成像中可以实现探测能量损少、荧光检测效率高的功能，适合做为内源性荧光标记峰，而蛋白质模板在结合金属纳米簇的基础上复合上量子点，调控金属纳米簇的发射峰(即第一发射峰)与量子点形成的第二发射峰相距70nm以上，并通过第一发射峰和第二发射峰之间荧光强度提供一个比例型信号，这可以很大程度避免外界因素信号的干扰，具有良好的可分辨性。同时，该纳米材料具有很好的生物相容性，制备简单成本低，在生物成像领域具有很好的应用。具体地，通过第一发射峰和第二发射峰之间荧光强度提供一个比例型信号，如用这种纳米材料注入到病鼠中，病鼠中因为生病产生的某些过量的物质(如多巴胺，胰岛素)会随其浓度增大而逐渐猝灭量子点的荧光，但是不会猝灭金属的荧光，基于此可以构建I量子点/I金属-C过量物质的关系，从而避免外界因素信号的干扰。进一步地，本专利技术实施例的纳米材料中，在相同激发波长条件下，所述金属纳米簇的发射峰与所述量子点的发射峰相距70nm以上。激发波长可以为300-500nm，例如在400nm激发波长下，金属纳米簇的发射峰可以为630nm，而量子点的发射峰可以为700-900nm，从而实现近红外发光。进一步地，本专利技术实施例的纳米材料中，所述蛋白质模板中的蛋白选自牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)、肌红蛋白、血红蛋白(HGB)、叶蛋白(LP)和大豆蛋白中的至少一种。所述金属纳米簇中的金属选自金、银、钌、铑、钯、锇、铱、铜和铂中的至少一种。所述量子点选自II-VI族本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米材料，其特征在于，包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点；其中，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合，所述量子点与所述蛋白质模板中的羧基结合。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米材料，其特征在于，包括蛋白质模板和结合在所述蛋白质模板上的金属纳米簇和量子点；其中，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合，所述量子点与所述蛋白质模板中的羧基结合。


2.如权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，在相同激发波长条件下，所述金属纳米簇的发射峰与所述量子点的发射峰相距70nm以上；和/或，
所述量子点的发射峰为700-900nm。


3.如权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述蛋白质模板中的蛋白选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白、肌红蛋白、血红蛋白、叶蛋白和大豆蛋白中的至少一种；和/或，
所述金属纳米簇中的金属选自金、银、钌、铑、钯、锇、铱、铜和铂中的至少一种；和/或，
所述量子点选自II-VI族量子点、III-V量子点、II-V量子点、III-VI量子点、IV-VI量子点、I-III-VI族量子点和II-IV-VI族量子点中的至少一种；和/或，
所述金属纳米簇与所述量子点的质量比为1:5-1:8；和/或，
所述金属纳米簇与所述蛋白质模板的质量比为1:5×106-1:5×107；和/或，
所述量子点与所述蛋白质模板的质量比为1:5×106-2:5×107。


4.一种纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供初始溶液，所述初始溶液含有蛋白质模板；
将金属化合物加入所述初始溶液中，在碱性条件下进行混合处理得到中间溶液，所述中间溶液含有结合有金属纳米簇的蛋白质模板，所述金属纳米簇与所述蛋白质模板中的氨基结合；
将量子点前驱体加入所述中间溶液中进行加热处理，在所述结合有金属纳米簇的蛋白质模板的羧基上生成量子点，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓承雨，芦子哲，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44