一种基于上转换纳米粒子的传感材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学传感材料制备技术领域，尤其是涉及一种基于上转换纳米粒子传感材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来纳米技术不断发展，荧光纳米材料受到广大科研工作者的关注。上转换荧光纳米颗粒(UCNPs)作为一种新型发光材料发展迅猛。与传统荧光材料(如量子点)相比，UCNPs除了毒性较低，激发区域较窄，发射的荧光稳定性较好，光漂白较低等优点外，最大的特点是该纳米材料吸收的光子能量低于其所发射的光子能量，将低能量的红外光或者近红外光转化成高能量的紫外光或可见光。因此，UCNPs在生物成像、生物探针等生物领域的应用最为广泛。有文献报道聚丙烯酸、聚乙二醇、柠檬酸等修饰的UCNPs可用于活体生物成像。然而，此UCNPs缺乏特异性，不能针对靶细胞进行成像。为了增加材料的特异性，有研宄者将生物抗体与UCNPs耦合用于细胞成像。分子印迹技术是指以某一特定的目标分子为模板，制备对该分子具有特异选择性聚合物的过程。与抗体相比，分子印迹聚合物制备简单、稳定性好、使用寿命长。将强荧光性的UCNPs引入分子印迹技术中，可制备出一种荧光传感材料，特异性识别待测物质，成为当前检测、传感等领域的研宄热点。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明创造旨在提出一种对细胞色素C具有高选择性的荧光传感材料。
[0004]为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的:
[0005]一种基于上转换纳米粒子的传感材料，所述的传感材料包括细胞色素C和聚丙烯酸修饰后的UCNPs上转换纳米粒子。
[0006]本发明的传感材料对细胞色素C有很强的识别功能。
[0007]进一步，本发明还公开了这种传感材料的制备方法:
[0008](I)称取醋酸钇、醋酸镱和醋酸铒溶于油酸和十八烯中，该混合物加热到160°C，形成透明溶液，自然冷却至室温；再逐滴加入NaOH和NH4F的甲醇溶液，室温下搅拌30min ；随后逐渐加热除去甲醇，100°C抽真空1min后，在氩气的保护下加热至300°C并维持Ih ;所得溶液自然冷却后，油溶性上转换纳米粒子在乙醇中沉淀出来；
[0009](2)将上述制得的上转换纳米粒子分散于甲苯中备用，称取聚丙烯酸溶于二甘醇中，加热至110°c，并加入步骤(I)得到的上转换纳米粒子的甲苯溶液，在氩气保护下110°c维持Ih后，加热至240°C并维持Ih ;所得溶液自然冷却至室温，加入过量的HCl溶液，离心得到聚丙稀酸修饰的UCNPs上转换纳米粒子；
[0010](3)在Tris溶液中加入细胞色素C、聚丙烯酸修饰后的UCNPs上转换纳米粒子，充分搅拌30min，随后加入3-氨丙基三乙氧基硅烷并搅拌lh，之后再加入四乙氧基硅烷和质量分数为28%的氨水，室温反应24h ；
[0011](4)离心后得到基于上转换纳米粒子的传感材料，用Tris洗脱液反复洗涤，除去细胞色素C，在50°C下真空干燥。
[0012]进一步，步骤(I)中醋酸钇:醋酸镱:醋酸铒的摩尔比为0.78:0.2:0.02。
[0013]进一步，步骤(3)中细胞色素C与聚丙烯酸修饰后的UCNPs上转换纳米粒子的质量比为1:1 ;3_氨丙基三乙氧基硅烷与四乙氧基硅烷的体积比为5:11。
[0014]进一步，步骤⑷中Tris洗脱液为0.5% Tris。
[0015]以UCNPs上转换纳米粒子为支持体，合成对细胞色素C具有高选择性的荧光传感材料(UCNPs@MIPs)；
[0016]按照上述方法，但不加细胞色素C，制备本发明对应的非印迹聚合物(UCNPs@NIPs)。
[0017]相对于现有技术，本发明创造所述的基于上转换纳米粒子传感材料的制备方法具有以下优势:
[0018]本发明引入聚丙烯酸改性的上转换荧光纳米粒子，使其作为载体提供较大表面积，同时又使其作为荧光物质提供荧光信号。采用溶胶凝胶法合成分子印迹传感材料粒径小且均一、对细胞色素C具有较高的选择性。该传感材料将上转换纳米粒子的强荧光与分子印迹聚合物的特异性识别结合起来，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0019]构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
[0020]图1为本发明创造实施例所述的传感材料的制备示意图。
[0021]图2为本发明创造实施例所述的UCNPs和UCNPs麵IP的透射电镜图。
[0022]图3为本发明创造实施例所述的UCNPs的EDXA图谱。
[0023]图4为本发明创造实施例所述的油溶性UCNPs和PAA改性后的UCNPs在980nm激光器下获得的荧光图谱。
[0024]图5为本发明创造实施例所述的UCNPs和UCNPs麵IP的XRD图谱。
[0025]图6为本发明创造实施例所述的UCNPs和UCNPs麵IP的XPS图谱。
[0026]图7为本发明创造实施例所述的UCNPs麵IP和UCNPs_IP对不同浓度的模板蛋白的响应曲线。
[0027]图8为本发明创造实施例所述的UCNPs麵IP的吸附动力学曲线。
[0028]图9为本发明创造实施例所述的UCNPs麵IP的特异性实验。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明上述特征和优点更加清楚和容易理解，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
[0030]下述实施例中所述(醋酸钇、醋酸镱、醋酸铒溶于、油酸、十八烯、细胞色素C、聚丙烯酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、氨水)均为市售，使用前未经任何处理。
[0031]实施例1
[0032]本发明提供一种基于上转换纳米粒子的传感材料的制备方法，具体制备路线如图1所示:
[0033](I)称取0.78mmol醋酸I乙、0.2mmol醋酸镱和0.02mmol醋酸辑溶于6mL油酸和17mL十八烯中，该混合物加热到160°C，形成透明溶液，自然冷却至室温。再逐滴加入2.5mmol NaOH和4mmol NH4F的1mL甲醇溶液，室温下搅拌30min。随后逐渐加热除去甲醇，100°C抽真空1min后，在氩气的保护下加热至300°C并维持lh。所得溶液自然冷却后，油溶性上转换纳米粒子在乙醇中沉淀出来；
[0034](2)将上述制得的上转换纳米粒子10mg分散于3mL甲苯中备用。称取300mg聚丙烯酸(PAA)溶于30mL 二甘醇中，将混合物加热至110°C，并加入上转换的甲苯溶液，在氩气保护下110°C维持Ih后，加热至240°C并维持lh。所得溶液自然冷却至室温，加入过量的HCl溶液，离心得到PAA修饰的上转换纳米粒子；
[0035](3)在Tris (pH 7.20.01M)溶液中加入1mg细胞色素C、1mg聚丙烯酸(PAA)修饰后的UCNPs上转换纳米粒子充分搅拌30min，随后加入150 μ L3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)并搅拌Ih，之后再加入330 μ L四乙氧基硅烷(TEOS)和质量分数为28%的氨