一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，在利用氧化锌进行增强同时，在体系中引入一维光子晶体，以提高对荧光分子的增强效果。本发明方法简单有效，操作简便，且所需时间短。本发明具有良好的荧光增强效果，相较于单纯的一维光子晶体和氧化锌纳米颗粒，其荧光增强倍数更大。本发明成本低，相较于使用贵金属的荧光增强，本发明采用廉价的氧化锌材料，成本更低。
【专利说明】一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于荧光增强的【技术领域】，具体公开了一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法。
【背景技术】
[0002]自从1850年Herschel和Stokes发表了第一篇关于突光的论文，突光一直是科学家研究的热点方向之一。在G.weber的先驱性贡献基础上,突光技术自从1950就被广泛的应用在生物学研究中。现在荧光光谱探测是在生物学、化学和物理学中常用的分析探测技术。荧光光谱法是利用荧光强度和波长之间进行定量、定性分析的方法。
[0003]利用光子晶体的特殊光学性质实现对荧光分子的增强检测是近年来兴起的一个新的方法。当光子晶体的带隙与染料的激发或者发射光谱匹配时，涂在光子晶体表面的染料的光检测信号会极大增强。带隙若是与激发光谱匹配时，其增强作用主要取决于慢光子效应。若是与发射光谱匹配时，其增强作用主要是由于光子晶体的光禁阻效应可以使染料分子的发射信号定向收集加强。因为目前几乎所有的荧光探测都是依赖荧光物质光子的自发辐射，这种自发辐射没有特定的辐射取向，在空间沿各个方向随机分布。
[0004]此外，现有的一些关于金属增强荧光的研究通常是将金属与荧光物质人为地隔开一定距离，并探讨距离对金属增强荧光效果的影响。常用的隔离方法有利用二氧化硅、DNA、大分子蛋白质以及多层膜作为中间的隔层。其中构建多层膜材料的常用方法是利用L-B-L(layer-by-layer)自组装方法或是 LB(Langmuir-Blodgett)生长的薄膜。
[0005]层层自组装技术(Layer-by-Layerself-assembly)是近年来发展起来的制备有序薄膜的方法。它利用有机或无机阴阳离子的静电吸附特性，通过反离子体系的交替分子沉积形成薄膜。1991年D.Decher等人用层层吸附技术对构造有序薄膜进行了开创性研究。他们用两亲性有机阴阳离子(或者聚电解质)在离子化基片表面交替吸附制备多层膜。这种从二维到三维的技术转变，可以在金属或金属氧化物纳米颗粒的表面包裹特定组成、性质和厚度的多层聚合物材料，从而对荧光分子和金属之间的距离进行调控，达到荧光增强的效果。
[0006]常用的金属物质主要是价格比较昂贵的金属银和金，氧化锌材料是一种廉价的材料，最近多有利用氧化锌材料进行荧光增强的研究被报道。但是将这上述两种方法进行有效结合，即在利用氧化锌进行增强同时，在体系中引入一维光子晶体，以提高对荧光分子的增强效果，到目前尚未有人研究。
【发明内容】
[0007]技术问题:本发明的目的在于提供一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法。
[0008]技术方案:本发明提供了一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，具体方法如下:[0009]I)以水为溶剂分别配制聚苯乙烯磺酸钠PSS和聚丙烯氯化铵PAH溶液，PSS和PAH浓度为 0.5mg.mL 1 ~2mg.mL 1 ;
[0010]2)在氧化锌纳米颗粒中加入PSS溶液，振荡后以8000r ^irT1~12000r ^irT1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒；
[0011]3)将表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤多次，每次洗涤后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒；
[0012]4)在已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒中加入PAH溶液，振荡后以8000r *min_1~12000r *min_1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒；
[0013]5)将表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤多次，每次洗涤后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到已清洗的表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒；
[0014]6)重复第2~5步多次从而得到表面组装有η层PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒；
[0015]7)在一维光子晶体上滴加表面组装有η层PSS/PAH的纳米氧化锌溶液，以500r.min 1 ~1500r.min 1 的转速旋转 30s ~60s ；
[0016]8)将步骤7)中旋涂有纳米氧化锌的一维光子晶体经过亲水处理后，再在其上沉积荧光染料；
[0017]其中，
[0018]所述步骤6)中η = 2-8 ο
[0019]所述步骤7)中一维光子晶体表面经过亲水处理。
[0020]所述步骤7)和步骤8)中的一维光子晶体的光子禁带位置和荧光染料的激发或发射波长相匹配。
[0021]所述步骤7)和步骤8)中的一维光子晶体的光子禁带位置和荧光染料的激发或发射波长在400nm~750nm之间。
[0022]所述层层组装技术为基于正负电荷静电作用的自组装技术。所述基于层层组装技术的氧化锌纳米颗粒是在氧化锌纳米颗粒上交替组装有带负电荷的PSS和带正电荷的PAH。
[0023]有益效果:本发明具有以下优点:1.方法简单有效，操作简便，且所需时间短。
2.本发明具有良好的荧光增强效果，相较于单纯的一维光子晶体和氧化锌纳米颗粒，其荧光增强倍数更大。3.成本低，相较于使用贵金属的荧光增强，本发明采用廉价的氧化锌材料，成本更低。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是实施例1的荧光增强谱图。
[0025]图2是实施例2的荧光增强谱图。
[0026]图3是实施例3的荧光增强谱图。
【具体实施方式】[0027]实施例1:
[0028]—种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，具体方法如下:
[0029]I)以水为溶剂分别配制聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚丙烯氯化铵(PAH)溶液，PSS和PAH浓度为Img.mL-1 ；
[0030]2)在氧化锌纳米颗粒中加入PSS溶液，振荡3min后以12000r.mirT1的转速离心15min,弃去上清；
[0031]3)将表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤三次，每次洗涤后以12000r.mirT1的转速离心20min,弃去上清；
[0032]4)在已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒中加入PAH溶液，振荡3min后以12000r.mirT1的转速离心15min,弃去上清；
[0033]5)将表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤三次，每次洗涤后以12000r.mirT1的转速离心20min,弃去上清；
[0034]6)重复第2~5步3次，从而得到表面具有4层PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒。
[0035]7)在经过亲水处理的禁带位置在599nm的一维光子晶体上滴加(PSS/PAH)4的纳米氧化锌溶液，以1000r.mirT1的转速旋转60s ；
[0036]8)将步骤7)中旋涂有纳米氧化锌的一维光子晶体经过亲水处理后，再在其上沉积Img ?πι-1的罗丹明B溶液。
[0037]荧光增强谱图见图1。
[0038]实施例2:
[0039]一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，具体方法如下:
[0040]I)以水为溶剂分别配制聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚丙烯氯化铵(PAH)溶液，PSS和 PAH 浓度为 0.5mg.mL-1 ；
[0041]2)在氧化锌纳米颗粒中加入PSS溶液,振荡3min后以8000r.mirT1的转速离心25min,弃去上清；
[0042]3)将表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤三次，每次洗涤后以8000r.mirT1的转速离心25min,弃去上清；
[0043]4)在已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒中加入PAH溶液，振荡3min后以8000r.mirT1的转速离心25min,弃去上清；
[0044]5)将表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤三次，每次洗涤后以8000r.mirT1的转速离心25min,弃去上清；
[0045]6)重复第2~5步7次，从而得到表面具有7层PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒。
[0046]7)在经过亲水处理的禁带位置在599nm的一维光子晶体上滴加(PSS/PAH)8的纳米氧化锌溶液，以500r.mirT1的转速旋转60s ；
[0047]8)将步骤7)中旋涂有纳米氧化锌的一维光子晶体经过亲水处理后，再在其上沉积Img ?πι-1的罗丹明B溶液。
[0048]荧光增强谱图见图2。
[0049]实施例3:
[0050]一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，具体方法如下:
[0051]I)以水为溶剂分别配制聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚丙烯氯化铵(PAH)溶液，PSS和PAH浓度为2mg.mL-1 ；
[0052]2)在氧化锌纳米颗粒中加入PSS溶液，振荡3min后以1000Or.mirT1的转速离心20min,弃去上清；
[0053]3)将表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤三次，每次洗涤后以1000Or.mirT1的转速离心20min,弃去上清；
[0054]4)在已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒中加入PAH溶液，振荡3min后以1000Or.mirT1的转速离心20min,弃去上清；
[0055]5)将表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤三次，每次洗涤后以1000Or.mirT1的转速离心20min,弃去上清；
[0056]6)重复第2~5步I次，从而得到表面具有2层PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒。
[0057]7)在经过亲水处理的禁带位置在599nm的一维光子晶体上滴加(PSS/PAH)2的纳米氧化锌溶液，以1000r.mirT1的转速旋转60s ； [0058]8)将步骤7)中旋涂有纳米氧化锌的一维光子晶体经过亲水处理后，再在其上沉积Img.ml-1的四磺基苯基卟啉溶液。
[0059]荧光增强谱图见图3。
[0060]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，其特征在于该方法具体如下: 1)以水为溶剂分别配制聚苯乙烯磺酸钠PSS和聚丙烯氯化铵PAH溶液，PSS和PAH浓度为 0.5mg.mL 1 ~2mg.mL 1 ； 2)在氧化锌纳米颗粒中加入PSS溶液，振荡后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒； 3)将表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤多次，每次洗涤后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒； 4)在已清洗的表面组装有PSS的氧化锌纳米颗粒中加入PAH溶液，振荡后以8000r *min_1~12000r *min_1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒； 5)将表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒用纯水洗涤多次，每次洗涤后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的转速离心15min至25min,弃去上清,得到已清洗的表面组装有PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒； 6)重复第2~5步多次从而得到表面组装有η层PSS/PAH的氧化锌纳米颗粒； 7)在一维光子晶体上滴加表面组装有η层PSS/PAH的纳米氧化锌溶液，以500r.min 1 ~1500r.min 1 的转速旋转 30s ~60s ； 8)将步骤7)中旋涂有纳米氧化锌的一维光子晶体经过亲水处理后，再在其上沉积荧光染料。
2.根据权利要求1所述的基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，其特征在于:所述步骤6)中η = 2-8 ο
3.根据权利要求1所述的基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，其特征在于:所述步骤7)中一维光子晶体表面经过亲水处理。
4.根据权利要求1所述的基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，其特征在于:所述步骤7)和步骤8)中的一维光子晶体的光子禁带位置和荧光染料的激发或发射波长相匹配。
5.根据权利要求1所述的基于层层组装技术的氧化锌荧光增强的方法，其特征在于:所述步骤7)和步骤8)中的一维光子晶体的光子禁带位置和荧光染料的激发或发射波长在400nm ~750nm 之间。
【文档编号】C09K11/02GK103980888SQ201410229588
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】葛丽芹, 姚翀, 任娇雨, 刘慈惠, 朱彦熹 申请人:东南大学