[发明专利]一种发射波长响应的pH纳米探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种发射波长响应的pH纳米探针，属于pH探针技术领域。本发明提供的pH纳米探针包括NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒以及附着在NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒表面4,7‑(9,9’‑二(4‑羧基丁基)‑芴基)‑2,1,3‑苯并噻二唑(OFBT)。在本发明中，OFBT具有高吸收截面，其发射光谱与Nd离子的激发光谱在绿光区域部分重合，当溶液的pH值不同时，NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒表面的OFBT分布情况会发生变化，进而使pH纳米探针的发射波长发生变化。同时，本发明提供的pH纳米探针依赖发射波长响应，不会出现信号减弱甚至消失的现象，在生物成像、检测等领域具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及pH探针技术领域，特别涉及一种发射波长响应的pH纳米探针及其制备方法和应用。

背景技术

利用荧光信号进行非接触式pH检测具有响应快、空间分辨率高和检测距离远等优势，可以在高温高压等极端条件、生物体内等特殊环境下应用。基于荧光强度响应的pH探针，如利用pH敏感单元连接到碳量子点上或利用有机染料包覆纳米颗粒表面构成比率荧光探针，他们主要利用不同发射峰随着pH变化产生的强度变化来表征溶液的pH，因此在探测时常常伴随着发光峰强度逐渐减弱，直到的荧光信号几乎消失，这给即时的荧光成像效果带来不小的阻碍。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种发射波长响应的pH纳米探针及其制备方法和应用。本发明提供的发射波长响应的pH纳米探针用于检测酸性液体时灵敏度高，且响应信号不会减弱、消失。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种发射波长响应的pH纳米探针，包括NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒以及附着在所述NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒表面的4,7-(9,9’-二(4-羧基丁基)-芴基)-2,1,3-苯并噻二唑。

优选的，所述NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒中Y³⁺与Nd³⁺的摩尔比为95～98：2～5。

所述发射波长响应的pH纳米探针中4,7-(9,9’-二(4-羧基丁基)-芴基)-2,1,3-苯并噻二唑的质量百分含量为0.002～0.006％。

优选的，所述NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒的粒径为15～25nm。

本发明提供了上述发射波长响应的pH纳米探针的制备方法，包括以下步骤：

将NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒、4,7-(9,9’-二(4-羧基丁基)-芴基)-2,1,3-苯并噻二唑与水搅拌混合，进行固液分离，所得固体为发射波长响应的pH纳米探针。

优选的，所述NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒与4,7-(9,9’-二(4-羧基丁基)-芴基)-2,1,3-苯并噻二唑的质量比为0.5～0.65：1。

优选的，所述搅拌混合的温度为40～50℃，时间为2～4h，搅拌速率为100～200r/min。

优选的，所述NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

(1)将可溶性钇源、可溶性钕源、油酸和十八烯加热混合，得到混合液；

(2)将所述混合液与NaOH、NH₄F混合，进行共沉淀反应，得到NaYF₄:Nd³⁺纳米颗粒。