一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，在利用氧化鋅進行增強同時，在體系中引入一維光子晶體，以提高對熒光分子的增強效果。本發明方法簡單有效，操作簡便，且所需時間短。本發明具有良好的熒光增強效果，相較于單純的一維光子晶體和氧化鋅納米顆粒，其熒光增強倍數更大。本發明成本低，相較于使用貴金屬的熒光增強，本發明采用廉價的氧化鋅材料，成本更低。
【專利說明】一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于熒光增強的【技術領域】，具體公開了一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法。
【背景技術】
[0002]自從1850年Herschel和Stokes發表了第一篇關于突光的論文，突光一直是科學家研究的熱點方向之一。在G.weber的先驅性貢獻基礎上,突光技術自從1950就被廣泛的應用在生物學研究中。現在熒光光譜探測是在生物學、化學和物理學中常用的分析探測技術。熒光光譜法是利用熒光強度和波長之間進行定量、定性分析的方法。
[0003]利用光子晶體的特殊光學性質實現對熒光分子的增強檢測是近年來興起的一個新的方法。當光子晶體的帶隙與染料的激發或者發射光譜匹配時，涂在光子晶體表面的染料的光檢測信號會極大增強。帶隙若是與激發光譜匹配時，其增強作用主要取決于慢光子效應。若是與發射光譜匹配時，其增強作用主要是由于光子晶體的光禁阻效應可以使染料分子的發射信號定向收集加強。因為目前幾乎所有的熒光探測都是依賴熒光物質光子的自發輻射，這種自發輻射沒有特定的輻射取向，在空間沿各個方向隨機分布。
[0004]此外，現有的一些關于金屬增強熒光的研究通常是將金屬與熒光物質人為地隔開一定距離，并探討距離對金屬增強熒光效果的影響。常用的隔離方法有利用二氧化硅、DNA、大分子蛋白質以及多層膜作為中間的隔層。其中構建多層膜材料的常用方法是利用L-B-L(layer-by-layer)自組裝方法或是 LB(Langmuir-Blodgett)生長的薄膜。
[0005]層層自組裝技術(Layer-by-Layerself-assembly)是近年來發展起來的制備有序薄膜的方法。它利用有機或無機陰陽離子的靜電吸附特性，通過反離子體系的交替分子沉積形成薄膜。1991年D.Decher等人用層層吸附技術對構造有序薄膜進行了開創性研究。他們用兩親性有機陰陽離子(或者聚電解質)在離子化基片表面交替吸附制備多層膜。這種從二維到三維的技術轉變，可以在金屬或金屬氧化物納米顆粒的表面包裹特定組成、性質和厚度的多層聚合物材料，從而對熒光分子和金屬之間的距離進行調控，達到熒光增強的效果。
[0006]常用的金屬物質主要是價格比較昂貴的金屬銀和金，氧化鋅材料是一種廉價的材料，最近多有利用氧化鋅材料進行熒光增強的研究被報道。但是將這上述兩種方法進行有效結合，即在利用氧化鋅進行增強同時，在體系中引入一維光子晶體，以提高對熒光分子的增強效果，到目前尚未有人研究。
【發明內容】
[0007]技術問題:本發明的目的在于提供一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法。
[0008]技術方案:本發明提供了一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，具體方法如下:[0009]I)以水為溶劑分別配制聚苯乙烯磺酸鈉PSS和聚丙烯氯化銨PAH溶液，PSS和PAH濃度為 0.5mg.mL 1 ~2mg.mL 1 ;
[0010]2)在氧化鋅納米顆粒中加入PSS溶液，振蕩后以8000r ^irT1~12000r ^irT1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒；
[0011]3)將表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌多次，每次洗滌后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒；
[0012]4)在已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒中加入PAH溶液，振蕩后以8000r *min_1~12000r *min_1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒；
[0013]5)將表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌多次，每次洗滌后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到已清洗的表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒；
[0014]6)重復第2~5步多次從而得到表面組裝有η層PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒；
[0015]7)在一維光子晶體上滴加表面組裝有η層PSS/PAH的納米氧化鋅溶液，以500r.min 1 ~1500r.min 1 的轉速旋轉 30s ~60s ；
[0016]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經過親水處理后，再在其上沉積熒光染料；
[0017]其中，
[0018]所述步驟6)中η = 2-8 ο
[0019]所述步驟7)中一維光子晶體表面經過親水處理。
[0020]所述步驟7)和步驟8)中的一維光子晶體的光子禁帶位置和熒光染料的激發或發射波長相匹配。
[0021]所述步驟7)和步驟8)中的一維光子晶體的光子禁帶位置和熒光染料的激發或發射波長在400nm~750nm之間。
[0022]所述層層組裝技術為基于正負電荷靜電作用的自組裝技術。所述基于層層組裝技術的氧化鋅納米顆粒是在氧化鋅納米顆粒上交替組裝有帶負電荷的PSS和帶正電荷的PAH。
[0023]有益效果:本發明具有以下優點:1.方法簡單有效，操作簡便，且所需時間短。
2.本發明具有良好的熒光增強效果，相較于單純的一維光子晶體和氧化鋅納米顆粒，其熒光增強倍數更大。3.成本低，相較于使用貴金屬的熒光增強，本發明采用廉價的氧化鋅材料，成本更低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是實施例1的熒光增強譜圖。
[0025]圖2是實施例2的熒光增強譜圖。
[0026]圖3是實施例3的熒光增強譜圖。
【具體實施方式】[0027]實施例1:
[0028]—種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，具體方法如下:
[0029]I)以水為溶劑分別配制聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)和聚丙烯氯化銨(PAH)溶液，PSS和PAH濃度為Img.mL-1 ；
[0030]2)在氧化鋅納米顆粒中加入PSS溶液，振蕩3min后以12000r.mirT1的轉速離心15min,棄去上清；
[0031]3)將表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌三次，每次洗滌后以12000r.mirT1的轉速離心20min,棄去上清；
[0032]4)在已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒中加入PAH溶液，振蕩3min后以12000r.mirT1的轉速離心15min,棄去上清；
[0033]5)將表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌三次，每次洗滌后以12000r.mirT1的轉速離心20min,棄去上清；
[0034]6)重復第2~5步3次，從而得到表面具有4層PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒。
[0035]7)在經過親水處理的禁帶位置在599nm的一維光子晶體上滴加(PSS/PAH)4的納米氧化鋅溶液，以1000r.mirT1的轉速旋轉60s ；
[0036]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經過親水處理后，再在其上沉積Img ?πι-1的羅丹明B溶液。
[0037]熒光增強譜圖見圖1。
[0038]實施例2:
[0039]一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，具體方法如下:
[0040]I)以水為溶劑分別配制聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)和聚丙烯氯化銨(PAH)溶液，PSS和 PAH 濃度為 0.5mg.mL-1 ；
[0041]2)在氧化鋅納米顆粒中加入PSS溶液,振蕩3min后以8000r.mirT1的轉速離心25min,棄去上清；
[0042]3)將表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌三次，每次洗滌后以8000r.mirT1的轉速離心25min,棄去上清；
[0043]4)在已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒中加入PAH溶液，振蕩3min后以8000r.mirT1的轉速離心25min,棄去上清；
[0044]5)將表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌三次，每次洗滌后以8000r.mirT1的轉速離心25min,棄去上清；
[0045]6)重復第2~5步7次，從而得到表面具有7層PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒。
[0046]7)在經過親水處理的禁帶位置在599nm的一維光子晶體上滴加(PSS/PAH)8的納米氧化鋅溶液，以500r.mirT1的轉速旋轉60s ；
[0047]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經過親水處理后，再在其上沉積Img ?πι-1的羅丹明B溶液。
[0048]熒光增強譜圖見圖2。
[0049]實施例3:
[0050]一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，具體方法如下:
[0051]I)以水為溶劑分別配制聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)和聚丙烯氯化銨(PAH)溶液，PSS和PAH濃度為2mg.mL-1 ；
[0052]2)在氧化鋅納米顆粒中加入PSS溶液，振蕩3min后以1000Or.mirT1的轉速離心20min,棄去上清；
[0053]3)將表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌三次，每次洗滌后以1000Or.mirT1的轉速離心20min,棄去上清；
[0054]4)在已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒中加入PAH溶液，振蕩3min后以1000Or.mirT1的轉速離心20min,棄去上清；
[0055]5)將表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌三次，每次洗滌后以1000Or.mirT1的轉速離心20min,棄去上清；
[0056]6)重復第2~5步I次，從而得到表面具有2層PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒。
[0057]7)在經過親水處理的禁帶位置在599nm的一維光子晶體上滴加(PSS/PAH)2的納米氧化鋅溶液，以1000r.mirT1的轉速旋轉60s ； [0058]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經過親水處理后，再在其上沉積Img.ml-1的四磺基苯基卟啉溶液。
[0059]熒光增強譜圖見圖3。
[0060]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，其特征在于該方法具體如下: 1)以水為溶劑分別配制聚苯乙烯磺酸鈉PSS和聚丙烯氯化銨PAH溶液，PSS和PAH濃度為 0.5mg.mL 1 ~2mg.mL 1 ； 2)在氧化鋅納米顆粒中加入PSS溶液，振蕩后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒； 3)將表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌多次，每次洗滌后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒； 4)在已清洗的表面組裝有PSS的氧化鋅納米顆粒中加入PAH溶液，振蕩后以8000r *min_1~12000r *min_1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒； 5)將表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒用純水洗滌多次，每次洗滌后以8000r.mirT1~12000r.mirT1的轉速離心15min至25min,棄去上清,得到已清洗的表面組裝有PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒； 6)重復第2~5步多次從而得到表面組裝有η層PSS/PAH的氧化鋅納米顆粒； 7)在一維光子晶體上滴加表面組裝有η層PSS/PAH的納米氧化鋅溶液，以500r.min 1 ~1500r.min 1 的轉速旋轉 30s ~60s ； 8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經過親水處理后，再在其上沉積熒光染料。
2.根據權利要求1所述的基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，其特征在于:所述步驟6)中η = 2-8 ο
3.根據權利要求1所述的基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，其特征在于:所述步驟7)中一維光子晶體表面經過親水處理。
4.根據權利要求1所述的基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，其特征在于:所述步驟7)和步驟8)中的一維光子晶體的光子禁帶位置和熒光染料的激發或發射波長相匹配。
5.根據權利要求1所述的基于層層組裝技術的氧化鋅熒光增強的方法，其特征在于:所述步驟7)和步驟8)中的一維光子晶體的光子禁帶位置和熒光染料的激發或發射波長在400nm ~750nm 之間。
【文檔編號】C09K11/02GK103980888SQ201410229588
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】葛麗芹, 姚翀, 任嬌雨, 劉慈惠, 朱彥熹 申請人:東南大學