CN103194235B - 一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用 - Google Patents

一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103194235B
CN103194235B CN201310103555.4A CN201310103555A CN103194235B CN 103194235 B CN103194235 B CN 103194235B CN 201310103555 A CN201310103555 A CN 201310103555A CN 103194235 B CN103194235 B CN 103194235B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
phase
aggregates
nano
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310103555.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103194235A (zh
Inventor
汪乐余
涂妮娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201310103555.4A priority Critical patent/CN103194235B/zh
Publication of CN103194235A publication Critical patent/CN103194235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103194235B publication Critical patent/CN103194235B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了属于纳米材料制备技术领域的一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在三硝基甲苯检测中的应用。本发明合成的水相上转换发光纳米聚集体为表面带有羧基的NaYF4聚集体，直径为90-150nm左右，在水相中分散性稳定，在980nm光激发下，发出稳定且强烈的绿光；合成的水相金纳米颗粒表面带有氨基，粒径为40-60nm左右，在水中分散且稳定性好。将两者混合用于TNT的定性和定量检测，即通过正负电荷作用，金纳米颗粒吸附在上转换发光聚集体上，通过TNT与金颗粒表面的氨基的强作用力引起金纳米颗粒和发光纳米聚集体的聚集，使得上转换发光增强，实现对TNT高选择性和高灵敏度的定性定量分析，尤其能排除三硝基苯酚的干扰。

Description

一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在TNT检测中的应用
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在三硝基甲苯（TNT）检测中的应用。
技术背景
无机稀土发光材料相对于有机染料和半导体量子点等，具有优异的发光性能，如发光光谱带窄，高的化学稳定性等。在多种研究领域如细胞成像、分析检测等都有着非常广阔的应用前景。
荧光检测方法灵敏度高，方法简单，已经广泛应用于痕量爆炸物的分析检测领域。上转换发光纳米材料发光强度高且发光稳定，结合水相金纳米颗粒，巧妙应用正负电荷作用和颗粒表面的氨基和TNT的特异性作用，通过上转换发光的增强现象，可对TNT实现选择性定量分析检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法，并将其应用在TNT检测中，结果对三硝基甲苯具有良好的选择性，尤其可以排除三硝基苯酚的干扰。
一种三硝基甲苯检测试剂的制备方法，其具体步骤为：
a、水相上转换发光纳米聚集体的制备：
将5.0-10mg上转换发光材料和50-60mg油胺修饰的聚琥珀酰亚胺分散于0.9-1.0mL的氯仿中；配置8.0-10mL的28-30mM氢氧化钠溶液；然后将两溶液混合，350-400W功率下超声6-9min，得到的乳液在50-60℃下搅拌2-2.5h；反应结束后，离心洗涤，产物分散在8-12mL去离子水中；
b、水相金纳米颗粒的制备：
将0.9-1.1mL浓度为4.8-5.2mM的氯金酸溶液加入到35-42mL去离子水中，磁力搅拌，然后加入0.8-1.0mL浓度为6.2-6.8mM的巯基乙胺溶液，加热回流，至溶液沸腾，保持沸腾8-15分钟后冷却至室温；最后加入0.8-1.5mg的巯基-聚乙二醇单甲醚，常温搅拌15-20min；反应结束后，离心洗涤，产物分散于5-10mL去离子水中；
c、三硝基甲苯检测试剂的制备：
将0.10-0.12mL步骤a制备的水相上转换发光纳米聚集体分散液与0.3-0.32mL步骤b制备的水相金纳米颗粒分散液混合，即得到三硝基甲苯检测试剂。
所述的上转换发光材料为表面包覆油酸的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光纳米颗粒，激发光为980nm，粒径为12-18nm，其中NaYF4为基质材料，Yb3+的掺杂量的摩尔百分比为13-15%，Er3+的掺杂量的摩尔百分比为4-5%。
所述的油胺修饰的聚琥珀酰亚胺的制备方法为：将1.5-1.7g聚琥珀酰亚胺溶解于30-33mLN,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌下加入1.6-1.65mL油胺，恒温100℃反应10h，离心洗涤后分散于8-10mL氯仿溶液中，所述的聚琥珀酰亚胺的分子量为5900-6100。
所述的巯基-聚乙二醇单甲醚分子量为4900-5100。
将上述方法制备得到的试剂应用于三硝基甲苯的检测，具体操作为：将0.025-0.4mL待测溶液加入步骤c制备的三硝基甲苯检测试剂中，使用浓度为0.02M、pH为7.0的NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液定容为1mL，然后在980nm光激发下，收集400-700nm波长范围内的光谱图。
本发明的有益效果：本发明合成的水相上转换发光纳米聚集体为表面带有羧基的NaYF4聚集体，直径为90-150nm左右，在水相中分散性稳定，在980nm光激发下，发出稳定且强烈的绿光；合成的水相金纳米颗粒表面带有氨基，粒径为40-60nm左右，在水中分散且稳定性好。将两者混合后用于TNT的定性和定量检测，即通过正负电荷作用，金纳米颗粒吸附在上转换发光聚集体上，通过TNT与金颗粒表面的氨基的强作用力，TNT会引起金纳米颗粒和发光纳米聚集体的聚集，上转换发光增强，实现对TNT高选择性和高灵敏度的定性定量分析，尤其能排除三硝基苯酚（TNP）的干扰。本发明中纳米材料制备方法新颖简单，与之前报道过的检测方法比较，该方法操作简单，信号强，且具有快速准确，高灵敏，高选择性的特点。
附图说明
图1为实施例1制备的表面带羧基的水相上转换发光纳米聚集体的TEM照片；
图2为实施例1制备的表面带氨基的水相金纳米颗粒的TEM照片；
图3为实施例1不同浓度TNT对上转换发光强度的标准曲线和其他爆炸物的选择性检测；
图4为实施例2制备的表面带氨基的水相金纳米颗粒的TEM照片。
具体实施方式
实施例1:
a、表面带羧基的水相上转换发光纳米聚集体的制备：
将5.0mg上转换发光材料和57mg油胺修饰的聚琥珀酰亚胺分散于1.0mL的氯仿中；配置10mL的30mM氢氧化钠溶液；然后将两溶液混合，350W功率下超声6min，得到的乳液在55℃下搅拌2h；反应结束后，离心洗涤，产物分散在10mL去离子水中；
b、表面带氨基的水相金纳米颗粒的制备：
将1.0mL浓度为5mM的氯金酸溶液加入到39mL去离子水中，磁力搅拌，然后加入1.0mL浓度为6.5mM的巯基乙胺溶液，磁力搅拌，加热回流，至溶液沸腾，保持沸腾10分钟后冷却至室温；最后加入1.2mg的巯基-聚乙二醇单甲醚，常温搅拌20min；反应结束后，分级离心洗涤，产物分散于7mL去离子水中；
c、检测三硝基甲苯：将0.10mL步骤a制备的水相上转换发光纳米聚集体分散液与0.3mL步骤b制备的水相金纳米颗粒分散液混合，然后分别加入0.025-0.4mL体积范围内不同体积量的浓度为0.02mg/mL的TNT溶液，再加入0.02M，pH为7.0的NaH2PO4-Na2HPO4的缓冲溶液定容为1mL，最后在980nm光激发下，收集400-700nm波长范围内的光谱图。
所述的上转换发光材料为表面包覆油酸的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光纳米颗粒，激发光为980nm，粒径为15nm，其中NaYF4为基质材料，Yb3+的掺杂量的摩尔百分比为14%，Er3+的掺杂量的摩尔百分比为5%。
所述的油胺修饰的聚琥珀酰亚胺的制备方法为：将1.5g聚琥珀酰亚胺溶解于30mLN,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌下加入1.6mL油胺，恒温100℃反应10h，离心洗涤后分散于10mL氯仿溶液中，所述的聚琥珀酰亚胺的分子量为6000。
所述的巯基-聚乙二醇单甲醚分子量为4900-5000。
步骤a制得的表面带羧基的水相上转换发光纳米聚集体，大小约为90-150nm，在水中分散稳定，发光强，其TEM照片如图1所示。步骤b制得的表面带氨基的水相金纳米颗粒大小均匀，直径约为40-60nm，水中分散稳定，其TEM照片如图2所示。
图3为在不同浓度TNT存在下上转换发光强度的标准曲线和对其他爆炸物的选择性检测结果。按照步骤c中的TNT检测方法，将TNT等量变为其它类似爆炸物，如NB、DNT、TNP进行选择性的检测。
实施例2:
a、表面带羧基的水相上转换发光纳米聚集体的制备：
将5.0mg上转换发光材料和57mg油胺修饰的聚琥珀酰亚胺分散于1.0mL的氯仿中，聚琥珀酰亚胺分子量为6000；配置10mL的30mM氢氧化钠溶液；然后将两溶液混合，350W功率下超声6min，得到的乳液在55℃下搅拌2h；反应结束后，离心洗涤，产物分散在10mL去离子水中；
b、表面带氨基的水相金纳米颗粒的制备：
将1.0mL浓度为5mM的氯金酸溶液加入到35mL去离子水中，磁力搅拌，然后加入1.0mL浓度为6.5mM的巯基乙胺溶液，磁力搅拌，加热回流，至溶液沸腾，保持沸腾10分钟后冷却至室温；最后加入0.8mg的巯基-聚乙二醇单甲醚，常温搅拌20min；反应结束后，分级离心洗涤，产物分散于7mL去离子水中；
c、检测三硝基甲苯：将0.10mL步骤a制备的水相上转换发光纳米聚集体分散液与0.30mL步骤b制备的水相金纳米颗粒分散液混合，然后分别加入0.025-0.4mL体积范围内不同体积量的浓度为0.02mg/mL的TNT溶液，再加入0.02M，pH为7.0的NaH2PO4-Na2HPO4的缓冲溶液定容为1mL，最后在980nm光激发下，收集400-700nm波长范围内的光谱图。
所述的上转换发光材料为表面包覆油酸的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光纳米颗粒，激发光为980nm，粒径为15nm，其中NaYF4为基质材料，Yb3+的掺杂量的摩尔百分比为14%，Er3+的掺杂量的摩尔百分比为5%。
所述的油胺修饰的聚琥珀酰亚胺的制备方法为：将1.5g聚琥珀酰亚胺溶解于30mLN,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌下加入1.6mL油胺，恒温100℃反应10h，离心洗涤后分散于10mL氯仿溶液中，所述的聚琥珀酰亚胺的分子量为6000。
所述的巯基-聚乙二醇单甲醚分子量为5000-5100。
步骤b制得的表面带氨基的水相金纳米颗粒大小均匀，直径约为30-50nm，水中单分散性好，其TEM照片如图4所示。

Claims (3)

1.一种三硝基甲苯检测试剂的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：
a、水相上转换发光纳米聚集体的制备：
将5.0-10mg上转换发光材料和50-60mg油胺修饰的聚琥珀酰亚胺分散于0.9-1.0mL的氯仿中；配置8.0-10mL的28-30mM氢氧化钠溶液；然后将两溶液混合，350-400W功率下超声6-9min，得到的乳液在50-60℃下搅拌2-2.5h；反应结束后，离心洗涤，产物分散在8-12mL去离子水中；
b、水相金纳米颗粒的制备：
将0.9-1.1mL浓度为4.8-5.2mM的氯金酸溶液加入到35-42mL去离子水中，磁力搅拌，然后加入0.8-1.0mL浓度为6.2-6.8mM的巯基乙胺溶液，加热回流，至溶液沸腾，保持沸腾8-15分钟后冷却至室温；最后加入0.8-1.5mg的巯基-聚乙二醇单甲醚，常温搅拌15-20min；反应结束后，离心洗涤，产物分散于5-10mL去离子水中；
c、三硝基甲苯检测试剂的制备：
将0.10-0.12mL步骤a制备的水相上转换发光纳米聚集体分散液与0.3-0.32mL步骤b制备的水相金纳米颗粒分散液混合，即得到三硝基甲苯检测试剂；
所述的上转换发光材料为表面包覆油酸的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光纳米颗粒，激发光为980nm，粒径为12-18nm，其中NaYF4为基质材料，Yb3+的掺杂量的摩尔百分比为13-15％，Er3+的掺杂量的摩尔百分比为4-5％；
所述的油胺修饰的聚琥珀酰亚胺的制备方法为：将1.5-1.7g聚琥珀酰亚胺溶解于30-33mLN,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌下加入1.6-1.65mL油胺，恒温100℃反应10h，离心洗涤后分散于8-10mL氯仿溶液中，所述的聚琥珀酰亚胺的分子量为5900-6100。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的巯基-聚乙二醇单甲醚分子量为4900-5100。
3.根据权利要求1或2所述的方法制备得到的试剂检测三硝基甲苯的应用，其特征在于，将0.025-0.4mL待测溶液加入步骤c制备的三硝基甲苯检测试剂中，使用浓度为0.02M、pH为7.0的NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液定容为1mL，然后在980nm光激发下，收集400-700nm波长范围内的光谱图。
CN201310103555.4A 2013-03-28 2013-03-28 一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用 Expired - Fee Related CN103194235B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310103555.4A CN103194235B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310103555.4A CN103194235B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103194235A CN103194235A (zh) 2013-07-10
CN103194235B true CN103194235B (zh) 2014-11-05

Family

ID=48717058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310103555.4A Expired - Fee Related CN103194235B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103194235B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104059669B (zh) * 2014-07-03 2015-09-16 武汉大学 一种具有多色发光光谱的复合上转换纳米探针及其制备方法与应用
CN104730052A (zh) * 2015-03-20 2015-06-24 北京化工大学 一种基于亲水性上转换纳米NaYF4的过氧化氢和葡萄糖传感器
CN105195736B (zh) * 2015-09-22 2017-11-28 北京化工大学 一种用油胺改性聚琥珀酰亚胺对疏水纳米颗粒的亲水化表面修饰方法
CN106770163B (zh) * 2016-12-19 2019-10-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种凝血酶的检测方法
CN108444964B (zh) * 2018-03-16 2020-12-08 大连民族大学 多功能核壳结构上转换纳米材料在爆炸物检测中的应用
CN109705867A (zh) * 2019-01-11 2019-05-03 山东师范大学 上转换材料NaYF4:Yb,Er@M的制备及应用
CN109762565B (zh) * 2019-01-11 2022-03-15 安徽师范大学 用于检测辣根过氧化物酶的上转换纳米粒子及其制备方法和辣根过氧化物酶的检测方法
CN113398135B (zh) * 2021-06-07 2023-05-05 中国药科大学 一种用于hili原位检测与释药的纳米系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957319A (zh) * 2010-07-22 2011-01-26 合肥学院 对痕量TNT检测的CaMoO4:Tb3+荧光探针的化学制备方法
CN101963581A (zh) * 2010-07-22 2011-02-02 合肥学院 对痕量TNT检测的ZnS:Cu2+纳米晶荧光探针的制备方法
CN102942934A (zh) * 2012-12-07 2013-02-27 北京化工大学 一种表面包裹氨基官能团的上转换发光材料及其对tnt检测的应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903704B2 (en) * 2006-06-23 2011-03-08 Pranalytica, Inc. Tunable quantum cascade lasers and photoacoustic detection of trace gases, TNT, TATP and precursors acetone and hydrogen peroxide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957319A (zh) * 2010-07-22 2011-01-26 合肥学院 对痕量TNT检测的CaMoO4:Tb3+荧光探针的化学制备方法
CN101963581A (zh) * 2010-07-22 2011-02-02 合肥学院 对痕量TNT检测的ZnS:Cu2+纳米晶荧光探针的制备方法
CN102942934A (zh) * 2012-12-07 2013-02-27 北京化工大学 一种表面包裹氨基官能团的上转换发光材料及其对tnt检测的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Turn-On and Near-Infrared Fluorescent Sensing for 2,4,6- Trinitrotoluene Based on Hybrid (Gold Nanorod)-(Quantum Dots) Assembly;Yunsheng Xia等;《Anal. Chem.》;20110124;第83卷;1401–1407 *
Yunsheng Xia等.Turn-On and Near-Infrared Fluorescent Sensing for 2,4,6- Trinitrotoluene Based on Hybrid (Gold Nanorod)-(Quantum Dots) Assembly.《Anal. Chem.》.2011,第83卷1401–1407. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103194235A (zh) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103194235B (zh) 一种水相上转换发光纳米聚集体和水相金纳米颗粒的制备方法及其在tnt检测中的应用
Su et al. Resonance energy transfer in upconversion nanoplatforms for selective biodetection
CN102140344B (zh) 基于稀土掺杂氟钆化钠核壳结构的双模式纳米荧光标记材料及其制备方法
Liu et al. A switchable fluorescent quantum dot probe based on aggregation/disaggregation mechanism
Petoud et al. Stable lanthanide luminescence agents highly emissive in aqueous solution: multidentate 2-hydroxyisophthalamide complexes of Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+
CN104059669B (zh) 一种具有多色发光光谱的复合上转换纳米探针及其制备方法与应用
CN101486903A (zh) 一种基于吡啶二羧酸的稀土发光纳米粒子的制备方法
CN101963581B (zh) 对痕量TNT检测的ZnS:Cu2+纳米晶荧光探针的制备方法
CN102942934B (zh) 一种表面包裹氨基官能团的上转换发光材料及其对tnt检测的应用
CN101354352B (zh) 基于铱配合物电致化学发光法检测铵的传感器
Hazra et al. 3, 5-Dinitrobenzoic acid-capped upconverting nanocrystals for the selective detection of melamine
Wang et al. Universal chemiluminescence flow-through device based on directed self-assembly of solid-state organic chromophores on layered double hydroxide matrix
CN105885849B (zh) 双量子点纳米复合物一氧化氮比率荧光探针及其制备方法
CN108862376A (zh) 一种提高全无机CsPbBr3钙钛矿在水溶液中稳定性方法
Liang et al. Incorporating anionic dyes into silica nanoparticles by using a cationic polyelectrolyte as a bridge
CN101957319B (zh) 对痕量TNT检测的CaMoO4:Tb3+荧光探针的化学制备方法
CN105368447B (zh) 1‑甲基‑5‑巯基四氮唑‑牛血清白蛋白‑金纳米团簇荧光材料及其制备方法
CN101104805A (zh) 稀土掺杂磷酸镧纳米发光颗粒的制备方法
CN102533272B (zh) 一步法合成水溶性的氨基化稀土掺杂氟化钇钠纳米颗粒
CN105820809A (zh) 6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇及其制备方法
CN103013519A (zh) 一种稀土发光纳米颗粒及其在Fe3+检测中的应用
CN101870863B (zh) 表面功能基团可调的两亲性稀土纳米材料的制备方法
He et al. Microwave-heating synthesis and sensing applications of bright gold nanoclusters
CN101864298A (zh) 双稀土配合物、其掺杂的Ag@SiO2荧光纳米粒子及其制备方法
CN103923635A (zh) 一种金属增强荧光的稀土发光粒子的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141105

Termination date: 20160328

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee