[发明专利]一种纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纳米材料及其制备方法与应用。所述纳米材料包括内核和壳层，所述内核包括热活化延迟荧光材料，所述壳层包括表面活性剂。本发明提供的纳米材料为表面活性剂包裹热活化延迟荧光材料的纳米粒子，该纳米材料具有优异的电化学发光强度以及稳定的阳极电化学发光性能，其制备方法步骤简单，材料廉价易得，稳定性好；该纳米材料可广泛应用于水相电化学发光体系和生物传感领域。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

目前的水相电化学发光(Electrogenerated chemiluminescence，ECL)体系主要分为两类，第一类主要包括传统金属配合物体系和其他金属配合物改性的纳米体系；第二类为无机量子点或纳米材料体系。以上两类水相体系ECL发光材料尽管发展较早，技术较为成熟，但是因为材料富含金属元素，材料来源稀缺，而且有的还有金属毒性，因此在成本以及环保方面存在不足。相比之下，基于富碳结构组成的有机ECL发光体系，由于具有环保无毒、廉价易得、光电性质可调、且易于合成和功能化、生物相容性好等优点，得到人们的重视和发展。具有聚集诱导发光效应的有机小分子和高分子纳米材料也先后得到开发，特别是基于其在水相体系中的自聚集效应，使得它们成功运用到了水相ECL体系当中，获得较高发光效率。但是，当前不含贵金属的有机化合物或者聚合物，在水相ECL体系运用中仍旧面临发光效率不够高的共同问题。特别是现有的水相纯有机ECL检测体系，从发光机理上均属于荧光发光，根据自旋量子统计理论，在电激发条件下，单重态和三重态上激子的生成比率大约为25％：75％，无论是湮灭ECL途径，还是共反应剂ECL途径，在这些发光材料上复合产生的三重态激子均无法得到利用，因此其ECL发光效率的上限仅为25％。因此，现有的水相纯有机ECL检测体系均受限于共同的传统荧光物理属性，导致其ECL效率低，发展及应用前景受到限制。

现有的水相ECL材料主要存在四点不足：1)现有的水相ECL材料主要分为传统金属配合物体系、无机量子点或纳米材料体系，以及基于富碳结构的有机体系，尽管前两类水相体系ECL发光材料发展较早，较为成熟，但是材料富含金属元素，来源稀缺，而且有的还有金属毒性，在成本、环保性质等方面存在不足。2)根据现有的水相有机ECL发光机理来看，无论是湮灭ECL途径，还是共反应剂ECL途径，受限于发光物理机制，从自旋禁阻规则来看，这些发光材料在电氧化还原过程中，产生的三重态激子均无法得到利用(占到总激子数目的75％左右)，因此只有通过25％的单重态激子跃迁回基态发光，其ECL发光效率低。3)因为有机热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence，简称TADF)材料不溶于水，无法稳定的储存在水相中，因此在制备纳米粒子的过程中往往需要通过某种表面活性剂将其进行包裹，使得TADF纳米粒子能够稳定存在微乳液中，对于包裹剂的选择会直接影响到材料的ECL性能。4)虽然牛利等第一次报道了小分子TADF发光材料4CzIPN在DEPEG-PEG2000包裹剂功能化下实现了TADF材料体系的水相ECL，但仍旧没有报道TADF材料的固态ECL在水相体系的生物传感应用，尽管具有十分重要的现实意义，然而目前仍旧处于空白状态。

热活化延迟荧光有机发光材料是新一代有机光电材料，当前已广泛应用于有机电致发光二极管领域。该类材料由于最低激发单重态与最低激发三重态之间的能隙非常小，因此可以通过环境的热激活使得三重态激子通过反向系间窜越回到单重态，进而实现100％全部激子的有效利用。因此迫切需要从ECL基础和应用的方面出发，开发新型高效的水相有机ECL发光体系，以拓展水相ECL的应用范围和降低检测应用的成本。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种纳米材料；本发明的目的之二在于提供这种纳米材料的制备方法；本发明的目的之三在于提供这种纳米材料的应用；本发明的目的之四在于提供一种水相电化学发光传感器；本发明的目的之五在于提供一种多巴胺的检测方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供一种纳米材料，所述纳米材料包括内核和壳层；