纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建及其应用制造技术

本发明专利技术公开了纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建及其应用。本发明专利技术以埃洛石和罗丹明B为原料，制备罗丹明B改性埃洛石强荧光性材料KH550‑HNTs‑g‑RhB并作为能量受体，以稀土掺杂纳米晶作能量供体，并用间氨基苯硼酸和葡萄糖分别修饰KH550‑HNTs‑g‑RhB和纳米晶，采用多种光谱仪表征上述产物的光谱及离子识别行为，建立了用于葡萄糖溶液浓度检测的荧光共振能量转移体系。结果表明：间氨基苯硼酸修饰后的KH550‑HNTs‑g‑RhB与葡萄糖修饰的LaF

【技术实现步骤摘要】
纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建及其应用
本专利技术涉及材料科学领域，具体涉及纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建及其在分子识别中的应用。
技术介绍
荧光共振能量转移技术是一种灵敏的光学分析方法，它主要基于体系中能量受体与给体之间有效的能量传递，从而导致体系荧光强度变化而指示检测结果的分析方法。但是能量转移的实现，必须满足两个前提条件：一是能量给体的荧光发射峰与能量受体的吸收峰峰位(最大的峰值波长)要接近，两者的光谱要能有效重叠；二是能量给体与受体间的距离必须要十分接近，只有当这两个前提条件同时满足时，才能实现有效的能量转移。荧光共振能量转移技术灵敏度高，且操作简便快捷，不需要复杂的分离步骤，因此不需要对体系中未结合到能量给体的受体进行分离，就可实现分析检测，从而简化分析步骤，提高检测效率。基于这些优点，它被广泛用于各种生物样品分析测试。此外，依据能量转移的前提条件，必须选择合适的能量受体，其激发光谱能与纳米晶的荧光发射光谱能有效地重叠。依据纳米微孔材料粒径结构的特点，来沉积发光纳米晶，尽管目前为止已有许多发光纳米材料被广泛研究运用于多个场所，但利用到纳米微孔材料，尤其是将其作用于分子识别检测领域还未见报道；而且某些纳米材料可对其表面化学进行改性，利用其特殊的化学性质，进行一些配位接枝反应，来合成强荧光性的材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建方法及其在分子识别中的应用。本专利技术的技术思路为：本专利技术中制备的LaF3纳米晶具有良好的光谱特性，特别适合作为荧光共振能量转移体系中的能量给体。因此，选用葡萄糖修饰后的LaF3发光纳米晶作为体系的能量给体，用于葡萄糖的荧光共振能量转移体系检测。依据能量转移的前提条件，必须选择合适的能量受体，因此本专利技术试图用纳米微孔材料接枝罗丹明B，增强其荧光特性，并且由赖登旺等人在改性埃洛石接枝罗丹明B的表征知，强荧光性埃洛石-罗丹明B在360nm激发下，其荧光光谱为567nm，与LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶的荧光发射峰出现很好的交叠。因此本专利技术大胆的尝试建立LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶与改性埃洛石罗丹明B之间的能量转移体系，期望能成功地应用于葡萄糖分子识别检测。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建方法，所述体系包括能量受体和能量供体，所述能量受体为罗丹明B接枝的改性纳米埃洛石荧光材料，所述能量供体为葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶；所述体系的构建方法如下：1)制备罗丹明B接枝的改性纳米埃洛石荧光材料1-1)制备KH550改性埃洛石1-2)制备酰氯化罗丹明B1-3)制备KH550-HNTs-g-RhB将KH550改性埃洛石置于烧杯中，加入水作为分散剂使其分散开，接着往溶液中加入酰氯化罗丹明B，超声震荡反应0.5-0.6h后转移至烧瓶中，磁力搅拌回流反应24-28h，反应结束后进行减压抽滤,，将所得的固体干燥后得到KH550-HNTs-g-RhB；1-4)制备间氨基苯硼酸修饰的KH550-HNTs-g-RhB称取KH550-HNTs-g-RhB以及间氨基苯硼酸置于烧杯中，加入乙醇溶解，接着加水稀释，然后在室温下搅拌反应24-28h，反应结束后用去离子水定容，最后在4℃下保存。2)制备葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶2-1)合成LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶2-2)制备葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶将LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶置于烧杯中，加入去离子水作分散剂使其溶解，并用超声洗涤器超声震荡1-1.5h，然后加入硅烷偶联剂KH550，继续超声溶解，并转入单口烧瓶中，将温度调至50-55℃，回流搅拌3-4h，搅拌结束后将溶液离心得到固体，将固体用乙醇溶解，再向其中加入葡萄糖，搅拌均匀后，将混合液转移到带聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，放入恒温干燥箱中，调节温度为75-80℃，进行加热反应3.5-4.5h，反应后的产物冷却后，离心分离收集，然后用乙醇和水各洗涤1次，再次离心分离，最后得到葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶。步骤1-2)中，所述酰氯化罗丹明B的制备方法为：将罗丹明B置于烧杯中，加入1,2-二氯乙烷作溶剂将其溶解，磁力搅拌均匀，并且边搅边滴加过量的氯化亚砜溶液，充分反应后，调节反应液温度至80-85℃，接着再快速搅拌回流22-26，停止回流进行减压蒸馏，以除去加入的过多氯化亚砜溶液，然后将三口烧瓶中的溶液转移至烧杯中，干燥，即得酰氯化罗丹明B。步骤1-3)中，所述KH550改性埃洛石与酰氯化罗丹明B的质量比为1:0.08-0.12。步骤1-4中)，所述KH550-HNTs-g-RhB与间氨基苯硼酸的摩尔比为1:1。步骤2-1)中，所述LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶的合成方法为：将乙醇和乙二醇充分混合后倒入三口烧瓶中，搅拌下依次加入浓度为0.5moL/L的La(NO3)3水溶液，浓度为0.5mol/L的Ce(NO3)3的水溶液和浓度为0.5mol/L的Eu(NO3)3水溶液，搅拌均匀后，利用分液漏斗将浓度为1.0mol/L的NaF水溶液逐滴加入反应液中，再继续搅拌25-35min，反应结束后把反应液转移至带聚四氟乙烯内衬的水热釜中，放入恒温干燥箱中，在175-185℃条件下，加热反应12-14h，反应结束后冷却，倒出水热釜内的上层清液，并将釜底的固体用无水乙醇分散后，离心分离，并用水和无水乙醇溶液反复洗涤，最后将得到的固体干燥，得到LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶。所述乙醇、乙二醇、La(NO3)3水溶液、Ce(NO3)3水溶液、Eu(NO3)3水溶液、NaF水溶液的体积比为40:20:3.6:0.2:0.2:6。步骤2-2)中，所述LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶、KH550、葡萄糖的质量比为0.1:0.08-0.12:0.13-0.17，优选为0.1:0.1:0.15。本专利技术以埃洛石和罗丹明B为原料，制备罗丹明B改性埃洛石强荧光性材料(KH550-HNTs-g-RhB)并作为能量受体，以稀土掺杂纳米晶作能量供体，并用间氨基苯硼酸和葡萄糖分别修饰KH550-HNTs-g-RhB和纳米晶，采用多种光谱仪表征上述产物的光谱及离子识别行为，建立了用于葡萄糖溶液浓度检测的荧光共振能量转移体系。结果表明：间氨基苯硼酸修饰后的KH550-HNTs-g-RhB与葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶之间形成有效的荧光共振能量转移体系，且葡萄糖浓度与580nm处KH550-HNTs-g-RhB的荧光强度呈良好的线性关系，其线性方程为y＝-5.08723x+314.47105，拟合度为R2＝0.9975，有效地实现了对葡萄糖分子的识别。附图说明图1为KH550改性埃洛石的红外光谱；图2为KH550-HNTs-g-RhB的红外光谱；...

【技术保护点】
1.纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建方法，其特征在于：所述体系包括能量受体和能量供体，所述能量受体为罗丹明B接枝的改性纳米埃洛石荧光材料，所述能量供体为葡萄糖修饰的LaF

【技术特征摘要】
1.纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建方法，其特征在于：所述体系包括能量受体和能量供体，所述能量受体为罗丹明B接枝的改性纳米埃洛石荧光材料，所述能量供体为葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶；所述体系的构建方法如下：
1）制备罗丹明B接枝的改性纳米埃洛石荧光材料
1-1）制备KH550改性埃洛石
1-2）制备酰氯化罗丹明B
1-3）制备KH550-HNTs-g-RhB
将KH550改性埃洛石置于烧杯中，加入水作为分散剂使其分散开，接着往溶液中加入酰氯化罗丹明B，超声震荡反应0.5-0.6h后转移至烧瓶中，磁力搅拌回流反应24-28h，反应结束后进行减压抽滤,，将所得的固体干燥后得到KH550-HNTs-g-RhB；
1-4）制备间氨基苯硼酸修饰的KH550-HNTs-g-RhB
称取KH550-HNTs-g-RhB以及间氨基苯硼酸置于烧杯中，加入乙醇溶解，接着加水稀释，然后在室温下搅拌反应24-28h，反应结束后用去离子水定容，得到间氨基苯硼酸修饰的KH550-HNTs-g-RhB；
2）制备葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶
2-1）合成LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶
2-2）制备葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶
将LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶置于烧杯中，加入去离子水作分散剂使其溶解，并超声震荡1-1.5h，然后加入KH550，继续超声溶解，并转入单口烧瓶中，将温度调至50-55℃，回流搅拌3-4h，搅拌结束后将溶液离心得到固体，将固体用乙醇溶解，再向其中加入葡萄糖，搅拌均匀后，将混合液转移到带聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，放入恒温干燥箱中，调节温度为75-80℃，进行加热反应3.5-4.5h，反应后的产物冷却后，离心分离收集，然后用乙醇和水各洗涤1次，再次离心分离，最后得到葡萄糖修饰的LaF3:Ce3+-Eu3+纳米晶。


2.根据权利要求1所述的纳米微孔材料荧光共振能量转移体系的构建方法，其特征在于：步骤1-2）中，所述酰氯化罗丹明B的制备方法为：将罗丹明B置于烧杯中，加入1,2-二氯乙烷作溶剂将其溶解，磁力搅拌均匀，并且边搅边滴加过量的氯化亚砜溶液，充分反应后，调节反应液温度至80-85℃，接着再快速搅拌回流22-26，停止回流进行减压蒸馏，以除去加入的过多氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，傅丽君，蔡力锋，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建;35