一种利用水热法制备具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的方法与流程

一种利用水热法制备具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的方法，属于化工原料制备技术领域。

背景技术：

作为重要的纳米材料之一，二氧化硅纳米颗粒无毒性、化学惰性和生物相容性好，在经过适当修饰后，二氧化硅纳米颗粒可以在体外有效转染细胞、递送和控制药物分子的释放，也可以标记和跟踪生物组织和器官。因为高的荧光强度对于精确跟踪生物靶标和深层次研究生物动力学至关重要，研究者们非常希望二氧化硅基纳米颗粒具有明亮的荧光（photoluminescence）效果。

然而，由于二氧化硅具有宽带隙（约9ev），所以不能通过带边发射过程使二氧化硅直接具有荧光性能。迄今为止，研究者们主要通过有机染料或无机发光纳米材料与二氧化硅复合的方法来使二氧化硅具有荧光性能。其中，大多数无机发光纳米材料含有潜在毒性的重金属离子，因此，研究者对具有荧光性能的二氧化硅颗粒的研究工作主要围绕二氧化硅与有机染料复合方面进行。亚甲基蓝作为一种有机染料分子，价格低、毒性小、发光范围位于近红外区，在生物医学、诊断和治疗中有广泛的应用。然而，颗粒状态的亚甲基蓝在溶液中的荧光信号弱，这严重阻碍了亚甲基蓝在生物医学领域的应用。将亚甲基蓝吸附至颗粒中，如亚甲基蓝被蒙脱石吸附至载体后荧光强度有显著提高（journalofcolloidandinterfacescience339(2009)416-426），亚甲基蓝的荧光信号在羟基磷灰石/含亚甲基蓝的二氧化硅复合颗粒（appliedphysicsa113(2013)583-589）中也有明显的提高。但是，到目前为止，利用水热法制备具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的方法尚未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用水热法制备具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1.在含水和乙醇的混合溶液中依次加入氨水和亚甲基蓝，搅拌15分钟后加入正硅酸乙酯，其中，水、乙醇、氨水和正硅酸乙酯的体积比为5:26.74:0.72:1，亚甲基蓝的浓度为2.32毫摩尔每升，搅拌4小时后，离心分离获得沉降物，将沉降物先用乙醇洗涤两次，再用ph=3.6的醋酸盐缓冲溶液洗涤一次，其中，洗涤用的乙醇与正硅酸乙酯的体积比为34.88:1，醋酸盐缓冲溶液与正硅酸乙酯的体积比为5.81:1，再将获得的沉降物于70°c下干燥24小时，即制备得到含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒；

步骤2.将经步骤1制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒放入去离子水中，使含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的浓度为2.86克每升，超声分散5分钟后，将混合的悬浮液放入水热反应釜中，于120°c~160°c下反应4小时后，离心分离得到沉降物，将沉降物先用乙醇洗涤一次，再用去离子水洗涤一次，其中，洗涤用的乙醇和去离子水与混合悬浮液的体积比都为1:1，再将获得的沉降物于80°c下干燥10小时，即制备得到具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒。

本发明的有益效果在于：

1、所选用的试剂价格低，工艺方法简单，装置简易，易于工业化生产；

2、通过改变水热合成法的温度参数，即可调控含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的荧光强度；

3、亚甲基蓝毒性小，二氧化硅无毒，生物相容性好，所制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒荧光强度高，可以用于荧光显示、固态激光器和荧光传感器等领域。

附图说明

图1颗粒样品的荧光光谱图。（a）颗粒样品为经实施例1制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒；（b）颗粒样品为经实施例2制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒；（c）颗粒样品经实施例1步骤1制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒；（d）颗粒样品为实施例1所使用的亚甲基蓝。

具体实施方式

实施例1

（1）在含水和乙醇的混合溶液中依次加入氨水和亚甲基蓝，搅拌15分钟后加入正硅酸乙酯，其中，水、乙醇、氨水和正硅酸乙酯的体积分别为17.2:92:2.48:3.44毫升，亚甲基蓝的浓度为2.32毫摩尔每升，搅拌4小时后，离心分离获得沉降物，将沉降物先用乙醇洗涤两次，再用ph=3.6的醋酸盐缓冲溶液洗涤一次，其中，洗涤用的乙醇和醋酸盐缓冲溶液的体积分别为120毫升和20毫升，再将获得的沉降物于70°c下干燥24小时，即得到含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒；

（2）将经步骤1制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒放入35毫升去离子水中，使含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的浓度为2.86克每升，超声分散5分钟后，将混合的悬浮液放入水热反应釜中，于120°c下反应4小时后，离心分离得到沉降物，将沉降物先用乙醇洗涤一次，再用去离子水洗涤一次，其中，乙醇和去离子水的体积都为35毫升，再将得到的沉降物于80°c下干燥10小时，即制备得到具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅复合颗粒。

实施例2

（1）在含水和乙醇的混合溶液中依次加入氨水和亚甲基蓝，搅拌15分钟后加入正硅酸乙酯，其中，水、乙醇、氨水和正硅酸乙酯的体积分别为17.2:92:2.48:3.44毫升，亚甲基蓝的浓度为2.32毫摩尔每升，搅拌4小时后，离心分离获得沉降物，将沉降物先用乙醇洗涤两次，再用ph=3.6的醋酸盐缓冲溶液洗涤一次，其中，洗涤用的乙醇和醋酸盐缓冲溶液的体积分别为120毫升和20毫升，再将获得的沉降物于70°c下干燥24小时，即得到含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒；

（2）将经步骤1制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒放入35毫升去离子水中，使含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的浓度为2.86克每升，超声分散5分钟后，将混合的悬浮液放入水热反应釜中，于160°c下反应4小时后，离心分离得到沉降物，将沉降物先用乙醇洗涤一次，再用去离子水洗涤一次，其中，乙醇和去离子水的体积都为35毫升，再将得到的沉降物于80°c下干燥10小时，即制备得到具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅复合颗粒。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种利用水热合成法制备具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒的方法，属于化工原料生产技术领域。先在含水和乙醇的混合溶液中加入氨水、亚甲基蓝和正硅酸乙酯后搅拌4小时，经离心、洗涤并在70°C下烘干，再将制备得到的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒分散在去离子水中，在120°C~160°C下反应4小时，离心分离并将得到的沉降物洗涤后在80°C下烘干，即得到具有高荧光强度的含亚甲基蓝的二氧化硅颗粒。本方法工艺简单、原料价格低且易于工业化生产，所获得的颗粒生物相容性好，荧光强度高。

技术研发人员：李成峰;张伟;张广立;王文浩;陈英铭;李金叶;王怡恬;万冰洁;葛筱璐
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：2018.12.11
技术公布日：2019.03.12