一種基于層層組裝技術(shù)的氧化鋅熒光增強的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于層層組裝技術(shù)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(fā)明方法簡單有效，操作簡便，且所需時間短。本發(fā)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(shù)更大。本發(fā)明成本低，相較于使用貴金屬的熒光增強，本發(fā)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(shù)的氧化鋅熒光增強的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熒光增強的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種基于層層組裝技術(shù)的氧化鋅熒光增強的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從1850年Herschel和Stokes發(fā)表了第一篇關(guān)于突光的論文，突光一直是科學(xué)家研究的熱點方向之一。在G.weber的先驅(qū)性貢獻基礎(chǔ)上,突光技術(shù)自從1950就被廣泛的應(yīng)用在生物學(xué)研究中?，F(xiàn)在熒光光譜探測是在生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)中常用的分析探測技術(shù)。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(xué)性質(zhì)實現(xiàn)對熒光分子的增強檢測是近年來興起的一個新的方法。當(dāng)光子晶體的帶隙與染料的激發(fā)或者發(fā)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(fā)光譜匹配時，其增強作用主要取決于慢光子效應(yīng)。若是與發(fā)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(yīng)可以使染料分子的發(fā)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(zhì)光子的自發(fā)輻射，這種自發(fā)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(xiàn)有的一些關(guān)于金屬增強熒光的研究通常是將金屬與熒光物質(zhì)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(zhì)以及多層膜作為中間的隔層。其中構(gòu)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(shù)(Layer-by-Layerself-assembly)是近年來發(fā)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(shù)對構(gòu)造有序薄膜進行了開創(chuàng)性研究。他們用兩親性有機陰陽離子(或者聚電解質(zhì))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(shù)轉(zhuǎn)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(zhì)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(diào)控，達到熒光增強的效果。
[0006]常用的金屬物質(zhì)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(jié)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(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于提供一種基于層層組裝技術(shù)的氧化鋅熒光增強的方法。
[0008]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種基于層層組裝技術(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fù)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 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(jīng)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(jīng)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(fā)或發(fā)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(fā)或發(fā)射波長在400nm~750nm之間。
[0022]所述層層組裝技術(shù)為基于正負電荷靜電作用的自組裝技術(shù)。所述基于層層組裝技術(shù)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(fā)明具有以下優(yōu)點:1.方法簡單有效，操作簡便，且所需時間短。
2.本發(fā)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(shù)更大。3.成本低，相較于使用貴金屬的熒光增強，本發(fā)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(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速離心20min,棄去上清；
[0034]6)重復(fù)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(jīng)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)60s ；
[0036]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經(jīng)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(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速離心25min,棄去上清；
[0045]6)重復(fù)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(jīng)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)60s ；
[0047]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經(jīng)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(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速離心20min,棄去上清；
[0056]6)重復(fù)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(jīng)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)60s ； [0058]8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經(jīng)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(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)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(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于層層組裝技術(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fù)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 30s ~60s ； 8)將步驟7)中旋涂有納米氧化鋅的一維光子晶體經(jīng)過親水處理后，再在其上沉積熒光染料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層層組裝技術(shù)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于層層組裝技術(shù)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(jīng)過親水處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層層組裝技術(shù)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(fā)或發(fā)射波長相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層層組裝技術(shù)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(fā)或發(fā)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(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】葛麗芹, 姚翀, 任嬌雨, 劉慈惠, 朱彥熹 申請人:東南大學(xué)