对游离态铜离子和络合态铜离子具有选择性荧光响应的基于硅纳米线的荧光化学传感器

摘要

本发明涉及对游离态铜离子和络合态铜离子具有选择性荧光响应的基于硅纳米线的荧光化学传感器及其制备方法和应用。本发明是将硅纳米线或硅纳米线有序阵列进行表面活化后，再依次与3‑2‑（2‑氨基乙基氨基）乙基氨基丙基三甲氧基硅烷和丹磺酰氯进行反应，实现硅纳米线或硅纳米线有序阵列的表面功能化修饰，从而得到所述的荧光化学传感器。本发明的荧光化学传感器可用于含有游离态铜离子和络合态铜离子的普通溶液体系及生物体系中的游离态铜离子和络合态铜离子的检测，也可以将所述的荧光化学传感器作为细胞生长的基底，构筑载有细胞的活性检测芯片，并利用其实时、原位观察细胞凋亡过程中游离态和络合态铜离子的释放。

主权项

一种对游离态铜离子和络合态铜离子具有选择性荧光响应的基于硅纳米线的荧光化学传感器，其特征是：所述的荧光化学传感器是将表面活化的硅纳米线或硅纳米线有序阵列和3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷反应，并将得到的表面修饰有3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷的硅纳米线或硅纳米线有序阵列与丹磺酰氯反应，使3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷和丹磺酰氯的反应产物修饰在硅纳米线或硅纳米线阵列的表面后得到的；所述的对游离态铜离子和络合态铜离子具有选择性荧光响应的基于硅纳米线的荧光化学传感器是由包括以下步骤制备得到的：1)将硅纳米线置于温度为75～90℃的体积比为1:2～9:1的浓硫酸与H₂O₂的混合液中加热30～180分钟，冷却至室温，取出硅纳米线并水洗至中性；室温下将硅纳米线置于体积比为2:1:1～8:1:1的H₂O:H₂O₂:NH₄OH的混合液中，然后取出硅纳米线并水洗至中性，真空干燥，得到表面经活化的硅纳米线；或将硅纳米线有序阵列置于温度为75～95℃的体积比为1:1～9:1的浓硫酸与H₂O₂的混合液中加热30～180分钟，冷却至室温，取出硅纳米线有序阵列并水洗至中性；然后将硅纳米线有序阵列置于氧等离子体系统中进行处理，得到表面经活化的硅纳米线有序阵列；2)在反应器中加入5～100mg干燥的步骤1)得到的表面经活化的硅纳米线或硅纳米线有序阵列、2.5～50mL的无水甲苯和0.05～0.6mL的3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷，在惰性气体保护下加热至75～125℃后，恒温反应10～40小时，冷却至室温，收集硅纳米线或硅纳米线有序阵列，用有机溶剂超声清洗除去未反应的3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷，得到表面修饰有3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷的硅纳米线或硅纳米线有序阵列；3)将5～100mg步骤2)得到的表面修饰有3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷的硅纳米线或硅纳米线有序阵列置于装载有5～15mL的二氯甲烷的反应器中，随后加入0.05～1.0mL的三乙胺，室温搅拌，之后逐滴加入丹磺酰氯的二氯溶液1～10mL，室温下搅拌反应，得到表面修饰有3‑2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基丙基三甲氧基硅烷和丹磺酰氯的反应产物的硅纳米线或硅纳米线阵列；然后用有机溶剂超声清洗除去未反应的丹磺酰氯，得到对游离态铜离子和络合态铜离子具有选择性荧光响应的基于硅纳米线的荧光化学传感器。