專利名稱：一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
作為化學(xué)生物傳感器，高靈敏度一直是人們追求的重要目標(biāo)之一。通過 信號放大和處理等外圍手段姑且能取得一定效果，但是，這樣做的結(jié)果往往 使器件變得極為復(fù)雜而成本升高，不利于小型化和便攜化。從傳感器的源頭， 即敏感探頭的材料及其結(jié)構(gòu)入手，采用新的檢測原理，提高其對化學(xué)環(huán)境的 響應(yīng)靈敏度，是化學(xué)生物傳感器小型化和便攜化發(fā)展道路上面臨的一個(gè)重要 課題。從原理上講，探頭的靈敏度是材料物性對化學(xué)環(huán)境變化的反應(yīng)速度和 程度，這種反應(yīng)往往取決于材料與化學(xué)環(huán)境接觸的幾率。岡此，如何促進(jìn)材 料與化學(xué)環(huán)境更多、更快地接觸，是解決問題的關(guān)鍵所在。眾所周知，材料 納米結(jié)構(gòu)化以后，其比表面會得到極大的提高，利用納米結(jié)構(gòu)的這種特性探 索其在化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用也是納米科學(xué)和技術(shù)研究的一個(gè)重要方
向。近年來這一領(lǐng)域的工作主要集中在利用以Sn02為代表的納米顆粒的積聚 體作為感應(yīng)元件，利用納米顆粒的巨大比表面來增強(qiáng)傳感器與化學(xué)環(huán)境的接 觸，以促使傳感器靈敏度的提高，并主要通過化學(xué)環(huán)境對其電導(dǎo)的影響作為 檢測信號。但是，納米顆粒的密堆積方式往往使得傳感器與化學(xué)環(huán)境的實(shí)際 接觸面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論預(yù)期，特別是在液體環(huán)境下，由于液體表面張力的作 用，很難深入到內(nèi)部顆粒，使得問題尤為嚴(yán)重，從而降低了探頭的實(shí)際響應(yīng) 程度。另外，由于這種結(jié)構(gòu)的傳感器往往需要加熱恢復(fù)其敏感性，因此，給 實(shí)際應(yīng)用帶來了諸多不便。 一維納米結(jié)構(gòu)具有可利用的巨大比表面優(yōu)勢，同 時(shí)又有薄膜和塊體材料表面擇優(yōu)取向的特性，有利于選擇性修飾。隨著一維 納米結(jié)構(gòu)材料制備工作的日益深入，基于一維納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)生物傳感器研 究成為可能，并且逐漸得到了發(fā)展。文獻(xiàn)和專利報(bào)道已經(jīng)提出了基于一維納 米結(jié)構(gòu)的傳感器，提高傳感器對化學(xué)物種檢測的靈敏度，其結(jié)構(gòu)之一是利用 一維納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建化學(xué)場效應(yīng)晶體管(Chem-FET) (Science, 293， 1289 (2001))，但這種結(jié)構(gòu)的化學(xué)生物傳感器存在很多缺點(diǎn)，其中包括制備復(fù)雜、 在選擇性和靈敏度之間很難協(xié)調(diào)，對帶電化學(xué)物種的檢測由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而
很難有高的靈敏度。中國專利申請?zhí)?00480038320. 0公開了一種結(jié)構(gòu)的基于 納米線的生物傳感器，其必須在納米線與檢測物種之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，進(jìn)而 必須要求納米線具有發(fā)光光譜，通過修飾物與一維納米線結(jié)構(gòu)材料的相互作 用，最后檢測一維納米線結(jié)構(gòu)的熒光變化。這就極大限制了利用一維納米結(jié) 構(gòu)材料構(gòu)建化學(xué)傳感器時(shí)對一維納米材料結(jié)構(gòu)的選擇范圍，同時(shí)，傳感器的 選擇性和靈敏度也很難提高。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生 物傳感器，以解決利用一維納米結(jié)構(gòu)材料制備化學(xué)生物傳感器所面臨的問題， 充分利用一維納米結(jié)構(gòu)材料的高比表面積，將對檢測目標(biāo)具有選擇性熒光增 強(qiáng)或淬滅的化學(xué)物質(zhì)，通過物理或化學(xué)方法修飾到一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面； 通過測量一維納米結(jié)構(gòu)材料表面修飾化學(xué)物質(zhì)的熒光強(qiáng)度來檢測目標(biāo)的種類 和濃度。
本發(fā)明的再一目的是提供一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器的制備方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器的用途。
本發(fā)明包括一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面處理、 一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面功 能化、對檢測物熒光增強(qiáng)或淬滅的化學(xué)物質(zhì)的制備、對檢測物熒光增強(qiáng)或淬 滅的化學(xué)物質(zhì)用于一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面修飾、利用修飾的化學(xué)物質(zhì)的熒 光增強(qiáng)或淬滅實(shí)現(xiàn)對檢測目標(biāo)的存在和濃度的高靈敏和高選擇性檢測。
本發(fā)明的一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器，是在一維納米結(jié)構(gòu)材料 的表面有以化學(xué)鍵或物理吸附的形式存在于一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的化學(xué)物 質(zhì)。
所述的一維納米結(jié)構(gòu)材料是一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納 米晶須、納米纖維或納米帶。
所述的一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或 納米帶可以是一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維 或納米帶的集合，也可以是單根一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納 米晶須、納米纖維或納米帶。
所述的一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或 納米帶的材料種類可以是但不限于， 一元、二元或三元化合物，例如(但不 限于)金、鎳、硼、銅、鋅、銻、鎢、鉬、鉛、鈀、銠、銦、鉍、銥、鈰、 鉭、硒、銀、鉑、鈷、鈦、鐵、碳、硅、鍺、硅鍺(SixGe,—x， 0《x《l)、碳化硅、硫化銅、硫化亞銅、硫化鐵、硫化亞鐵、硫化鉍、硫化鉭、硫化鈮、 硫化鉛、硫化鋅、硫化鎘、硒化錳、硒化鎵、硒化鉛、硒化鋅、硒化鎘、氧 化鈰、氧化鋇、氧化鋯、氧化鉿、氧化銥、氧化釩、氧化銦、氧化銅、氧化
亞銅、氧化銻、氧化鉍、氧化硅(SiOx， l《x《2)、氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、 氧化亞鐵、氧化鍺(GeOx， l《x《2)、氧化鎵、氧化鈦、氧化錫、氧化鋅、氧 化鎘、CaN、 CaP、 MgB2、 InAs 、 NbS2、 WS2、 GaAs、 GaP、 InN、 A1N、 Si:凡、Ge美、 TiC、 InP、 GaN、 InGaAs 、 ZnSSe、 CdS、 CdSe或CdSSe。
所述的化學(xué)物質(zhì)包括(但不限于)無機(jī)分子、有機(jī)分子體系或生物分子 體系。
所述的無機(jī)分子可以是氧、硫、氮、氫、硒、氨、硅、氧化硅、硫化銅、 硫化鐵、硫化亞鐵、硫化鉍、硫化鉭、硫化鈮、硫化亞銅、Pt、 Ag、 Ti、 Co、 Ga203、 AlGaAs、 PGaAs、 IriAs、 GaAs、 GaP、 InP、 GaN、 InGaAs、 Zn0、 ZnS、 ZnSe 、 ZnSSe、 Cd0、 CdS、 CdSe或CdSSe;
所述的有機(jī)分子體系可以是染料體系；以冠醚、氮雜冠醚、穴冠醚、吡 啶、咪唑基、多羧基、聚胺基、脲、硫脲等作為離子感受體，以萘、蒽、芘、 喹啉、香豆素、黃酮類、熒光素類或羅丹明類為發(fā)光體的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移或 能量轉(zhuǎn)移體系；或基于C:N雙鍵異構(gòu)化的熒光傳感體系；或基于單體激發(fā)的 (monomer-excimer)熒光變化的傳感體系。
所述的生物分子體系可以是包括以硼酸類化合物為受體的糖類分子識別 體系，或是以蛋白質(zhì)或肽為受體的熒光標(biāo)記抗體，或是DNA或RNA，或是生物 毒素等的識別體系。
本發(fā)明的一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器的制備方法是制備一維 納米結(jié)構(gòu)材料；將一維納米結(jié)構(gòu)材料表面進(jìn)行處理，使其能夠與修飾化學(xué)物 質(zhì)牢固結(jié)合；以化學(xué)鍵或物理吸附的方式將化學(xué)物質(zhì)修飾到一維納米結(jié)構(gòu)材 料的表面，使得修飾化學(xué)物質(zhì)以化學(xué)鍵或物理吸附的形式存在于一維納米結(jié) 構(gòu)材料的表面，實(shí)現(xiàn)一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的功能化(如圖1A和圖2A所示)
所述的制備一維納米結(jié)構(gòu)材料可以是(但不限于)物理熱蒸發(fā)方法、化 學(xué)氣相沉積、化學(xué)選擇性刻蝕、分子束外延、模板制備或電化學(xué)沉積等。
所述的一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面進(jìn)行處理包括物理方法的處理和/或化 學(xué)方法的處理，例如(但不限于)表面等離子體處理、激光照射或離子表面 轟擊、表面活化或鈍化、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕或表面化學(xué)反應(yīng)等。
所述的等離子體處理的氣體可以是空氣、02、 N2、 H2、 C02、 Ar、 He、 NH:, 等氣體或它們的混合氣體。等離子體處理的溫度范圍從室溫(25°C)到700 °C。
所述的激光的波長范圍可以是180納米到10微米范圍?？梢允沁B續(xù)激光 照射也可以是脈沖激光照射或者兩者組合。
所述的離子表面轟擊所選擇的離子可以是氣體離子，如(但不限于)氬 離子、氧離子、氮離子或氨離子等；也可以是金屬離子，如(但不限于)鐵 離子、鎂離子、鋰離子、鈣離子或鈷離子等。
所述的表面活化或鈍化可以是將一維納米結(jié)構(gòu)材料在合適的酸溶液或堿 溶液中進(jìn)行浸泡處理，浸泡時(shí)間可以是1秒到24小時(shí)范圍。浸泡溫度可以是 室溫到190°C。使得一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面原子或分子更加活潑易于后續(xù)修 飾，或使一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面原子或分子更加穩(wěn)定，提高傳感器的穩(wěn)定 性。
所述的酸可以是無機(jī)酸，如(但不限于)HF、 HC1、 H2S(^、麗0:,、 H2P0,或 H202;也可以是有機(jī)酸，如(但不限于)醋酸、水楊酸、羧酸或磺酸。酸濃度 可以是O. 1微摩爾到IO摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶齊l」，如(但 不限于)乙醇、丙酮、苯或甲苯。
所述的堿可以是無機(jī)堿，如(但不限于)NaOH、 K0H、 NH40H、 NaBE,、 K2C03 或Na2C03;也可以是有機(jī)堿，如(但不限于)吡啶、三乙胺或乙二胺，堿的濃 度可以是0. 1微摩爾到12摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶劑，如 (但不限于)乙醇、丙酮、苯或甲苯。
所述的化學(xué)腐蝕可以是將一維納米結(jié)構(gòu)材料在酸溶液或堿溶液中進(jìn)行浸 泡處理，浸泡時(shí)間可以是0. 5秒到48小時(shí)范圍。浸泡溫度可以是室溫到190 °C 。通過酸腐蝕或堿腐蝕改變一維納米結(jié)構(gòu)材料表面形貌和表面化學(xué)狀態(tài)， 易于后續(xù)修飾。
所述的酸可以是無機(jī)酸，如(但不限于)HF、 HC1、 H2S04、 HN0" HJU或 H202;也可以是有機(jī)酸，如(但不限于)醋酸、水楊酸、羧酸或磺酸。酸濃度 可以是O. l微摩爾到9摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶劑，如(但 不限于)乙醇、丙酮、苯或甲苯。
所述的堿可以是無機(jī)堿，如(但不限于)Na0H、 KOH或LiOH;也可以是 有機(jī)堿，如(但不限于)吡啶、三乙胺或乙二胺，堿的濃度可以是0.1微摩 爾到10摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶劑，如(但不限于)乙醇、 丙酮、苯或甲苯。
所述的電化學(xué)腐蝕可以是將一維納米結(jié)構(gòu)材料放置在電化學(xué)裝置中，然 后加一定的腐蝕電壓進(jìn)行處理，通過陰極腐蝕或陽極腐蝕改變一維納米結(jié)構(gòu) 材料表面形貌和表面化學(xué)狀態(tài)，易于后續(xù)修飾。
所述的電化學(xué)腐蝕電壓可以是-50伏到+50伏范圍；溫度可以是室溫(25 度)至U50度范圍；時(shí)間可以是0.05秒到24小時(shí)范圍。 所述的表面化學(xué)反應(yīng)是將一維納米結(jié)構(gòu)材料與化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間
可以是1秒到24小時(shí)范圍，反應(yīng)溫度可以是室溫到190度范圍。使一維納米 結(jié)構(gòu)材料表面的原子或分子與所需的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行相互作用，更加有利于后 續(xù)的修飾。
所述的化學(xué)物質(zhì)可以是水、酸、堿、表面活性劑或有機(jī)溶劑。
所述的以化學(xué)鍵或物理吸附的方式將化學(xué)物質(zhì)修飾到一維納米結(jié)構(gòu)材料
的表面，包括物理方法的處理和/或化學(xué)方法的處理，例如(但不限于)表面
等離子體處理、激光照射或離子表面轟擊、表面活化或鈍化、化學(xué)腐蝕、電
化學(xué)腐蝕、表面化學(xué)反應(yīng)等。
所述的等離子體處理的氣體可以是空氣、02、 N2、 H2、 C02、 Ar、 He、 NH:i
等氣體或它們的混合氣體。等離子體處理的溫度范圍從室溫(25°C)到700°C。
所述的激光的波長范圍可以是180納米到10微米范圍?？梢允沁B續(xù)激光 照射也可以是脈沖激光照射或者兩者組合。
所述的離子表面轟擊所選擇的離子可以是氣體離子，如(但不限于)氬 離子、氧離子、氮離子或氨離子等；也可以是金屬離子，如(但不限于)鐵 離子、鎂離子、鋰離子或鈣離子等。
所述的表面活化或鈍化可以是將一維納米結(jié)構(gòu)材料在合適的酸溶液或堿 溶液中進(jìn)行浸泡處理，浸泡時(shí)間可以是1秒到24小時(shí)范圍。浸泡溫度可以是 室溫到190°C。通過這種處理使一維納米結(jié)構(gòu)材料與修飾的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合。
所述的酸可以是無機(jī)酸，如(但不限于)HF、 HC1、 H2S04、 HNO:i、 H2P(^或 H202;也可以是有機(jī)酸，如(但不限于)醋酸、水楊酸、羧酸或磺酸。酸濃度 可以是O. l微摩爾到8摩爾范圍；所用的溶劑可以是仏0或有機(jī)溶劑，如(但 不限于)乙醇、丙酮、苯或甲苯。
所述的堿可以是無機(jī)堿，如(但不限于)NaOH、 KOH或LiOH;也可以是 有機(jī)堿，如(但不限于)吡啶、三乙胺或乙二胺，堿的濃度可以是0.1微摩 爾到l摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶劑，如(但不限于)乙醇、 丙酮、苯或甲苯。
所述的化學(xué)腐蝕可以是將一維納米結(jié)構(gòu)材料在酸溶液或堿溶液中進(jìn)行浸 泡處理，浸泡時(shí)間可以是0.5秒到48小時(shí)范圍。浸泡溫度可以是室溫到190 °C。通過酸腐蝕或堿腐蝕使一維納米結(jié)構(gòu)材料與修飾的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)。
所述的酸可以是無機(jī)酸，如(但不限于)HF、 HC1、 H2S04、 HN03、 H2P0i或 H202;也可以是有機(jī)酸，如(但不限于)醋酸、水楊酸、羧酸或磺酸。酸濃度 可以是O. 1微摩爾到10摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶劑，如(但 不限于)乙醇、丙酮、苯或甲苯。
所述的堿可以是無機(jī)堿，如(但不限于)NaOH、 KOH或LiOH;也可以是 有機(jī)堿，如(但不限于)吡啶、三乙胺或乙二胺，堿的濃度可以是0.1微摩 爾到10摩爾范圍；所用的溶劑可以是H20或有機(jī)溶劑，如(但不限于)乙醇、 丙酮、苯或甲苯。
所述的電化學(xué)腐蝕可以是將一維納米結(jié)構(gòu)材料放置在電化學(xué)裝置中，然 后加一定的腐蝕電壓進(jìn)行處理，通過陰極腐蝕或陽極腐蝕使一維納米結(jié)構(gòu)材 料與修飾的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)。
所述的電化學(xué)腐蝕電壓可以是-60伏到+60伏范圍；溫度可以是室溫(25 度)到150度范圍；時(shí)間可以是0.05秒到12小時(shí)范圍。
所述的表面化學(xué)反應(yīng)是將一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面分子、原子或離子與 與修飾的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)。
所述的化學(xué)物質(zhì)可以是水、酸、堿、表面活性劑或有機(jī)溶劑。
本發(fā)明的一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器是用于化學(xué)或生物物種的 種類和濃度的檢測。
所述的用于化學(xué)或生物物種的種類和濃度的檢測，是將一維納米結(jié)構(gòu)的 熒光化學(xué)生物傳感器與待檢測的化學(xué)或生物物種接觸，通過熒光激發(fā)裝置和 光電檢測裝置檢測修飾在一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的化學(xué)物質(zhì)的熒光變化，最 終實(shí)現(xiàn)化學(xué)或生物物種的種類和濃度的檢測(如圖1B和圖2B所示)。
所述的激發(fā)裝置和光電檢測裝置檢測一維納米結(jié)構(gòu)材料表面化學(xué)物質(zhì)的 熒光變化，是檢測一維納米結(jié)構(gòu)材料表面化學(xué)物質(zhì)或生物物質(zhì)的熒光增強(qiáng)或 淬滅。
所述的激發(fā)裝置可以是激光激發(fā)裝置、燈激發(fā)裝置，激發(fā)波長可以是180 納米到10微米。
所述的光電檢測裝置可以是光電晶體管、光電二極管或光電倍增管等任 何適合于光電檢測的裝置。所檢測的熒光波長可以是180納米到IO微米范圍。
所述的一維納米結(jié)構(gòu)材料(一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納 米晶須、納米纖維或納米帶)本身在檢測中可以是無序分布，也可以是有序 陣列分布。
本發(fā)明利用了一維納米結(jié)構(gòu)非常高的比表面積性質(zhì)，提高了修飾分子的 濃度，進(jìn)而提高了檢測靈敏度。由于修飾分子對檢測目標(biāo)具有特定的熒光增 強(qiáng)或淬滅的選擇性，因而所本發(fā)明的傳感器又具有極高的目標(biāo)選擇性。


圖1A.本發(fā)明實(shí)施例1的一維納米線表面修飾示意圖。
圖IB.本發(fā)明實(shí)施例1 一維納米線化學(xué)傳感器熒光檢測示意圖。
圖2A.本發(fā)明實(shí)施例5的一維納米線表面修飾示意圖。
圖2B.本發(fā)明實(shí)施例5 —維納米結(jié)構(gòu)線化學(xué)傳感器熒光檢測示意圖。
圖3.本發(fā)明實(shí)施例1的一維納米線的銅離子(Cu(II))熒光化學(xué)傳感器
的電子顯微鏡照片，其中小圖為一維納米線的銅離子(Cu(II))熒光化學(xué)傳
感器的高分辨電子顯微鏡照片。
圖4.本發(fā)明實(shí)施例lCu(II)濃度與相對熒光強(qiáng)度的關(guān)系。
圖5.本發(fā)明實(shí)施例1 一維納米線的銅離子(Cu(II))熒光化學(xué)傳感器對
金屬銅離子(Cu(II))的選擇性熒光響應(yīng)。
圖6.本發(fā)明實(shí)施例1 一維納米線的銅離子(Cu(II))熒光化學(xué)傳感器對
其它金屬離子存在時(shí)抗干擾性。
圖7.本發(fā)明實(shí)施例3納米線汞離子(Hg(II))化學(xué)傳感器對金屬汞離子 (Hg(II))響應(yīng)。
附圖標(biāo)記
1. 一維納米線；2.表面修飾的化學(xué)物質(zhì)； 3.所檢測的化學(xué)或生物物質(zhì) 具體實(shí)施方案
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步闡釋，而不是以此對本發(fā)明進(jìn)行限制。 實(shí)施例1.
一維硅納米線上修飾有N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺 的熒光化學(xué)傳感器，檢測銅離子(Cu(II))的存在及濃度
一維硅納米線結(jié)構(gòu)是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將5克 SiO放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后 通入氬氣和氫氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。 將氣壓穩(wěn)定在10000帕到50000帕之間。然后將管式爐溫度升高到1250°C， 并保持溫度2小時(shí)到10小時(shí)，然后，管式爐自然降溫。最終在管式爐的低溫 端得到一維硅納米線。圖3給出了一維硅納米線的電子顯微鏡照片。
將得到的一維硅納米線在氧等離子體35'C中處理1小時(shí)。波長325納米 激光連續(xù)照射0.5小時(shí)。
將處理過的一維硅納米線放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液 中(濃H2S04:H202的摩爾比為7:3)， 9(TC煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:H202:NH3.H20中室溫3小時(shí)。反復(fù)用 二次蒸餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入20. 8mg上述處理過的干燥一維 硅納米線和40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到14(TC共沸蒸餾除去水分，
蒸出30mL甲苯后，降至9(TC并加入215mg(0. 53irano1)的N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺，9(TC攪拌24小時(shí)，降至室溫，用微量過濾器過 濾，得到在一維硅納米線上修飾有N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲烷，乙醇超聲、過濾，除去未反 應(yīng)的N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺。
如圖1A所示， 一維硅納米線上修飾N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨 基)-乙酰胺示意圖。
將過濾后的上述納米線化學(xué)傳感器分散于去離子水中形成懸浮液，用化 學(xué)滴定的方法，將被檢測的銅離子(Cu(II))溶液滴定到上述懸浮液中，通 過測量納米線上修飾的N-(8-喹啉基)-2- (3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺的熒 光強(qiáng)度來測量被檢測的銅離子(Cu(II))的存在及濃度。熒光強(qiáng)度隨Cu(II) 的濃度的增強(qiáng)而減弱。
如圖1B所示，本實(shí)施例的化學(xué)傳感器的熒光檢測示意圖。
圖4給出了Cu(II)濃度與相對熒光強(qiáng)度的關(guān)系?？梢钥闯?，這種傳感器 可以將Cu(II)的濃度檢測到10—8M。
該傳感器具有很好的選擇性。圖5給出了對其它金屬離子的熒光響應(yīng)情 況，可以看出，只有Cu(II)對N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰 胺的熒光強(qiáng)度具有強(qiáng)烈的淬滅作用。
該傳感器具有很好的抗干擾性。圖6給出了其它金屬離子存在時(shí)熒光淬 滅情況。表明，其它離子對傳感器Cu (II)檢測沒有明顯的干擾作用，只有Cu (II) 存在時(shí)，N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺的熒光強(qiáng)度才被淬 滅。
在這一實(shí)施例當(dāng)中，也可以選用氧化鋅(Zn0)納米線、氧化鍺(Ge0》 納米線、氧化鎘納米線等代替，其它條件不變，同樣最終納米線傳感器對Cu(II) 具有很好的選擇性和靈敏度。在這一實(shí)施例中，硅納米線可以采用化學(xué)選擇 性刻蝕方法制備。
實(shí)施例2.
一維硅納米帶上修飾有N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺 的熒光化學(xué)傳感器，檢測銅離子(Cu(II))的存在及濃度
一維硅納米帶是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將20克SiO 放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后通入 氬氣和氫氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。將氣 壓穩(wěn)定在1帕到500帕之間或60000帕到90000帕之間。然后將管式爐溫度 升高到130(TC到，并保持溫度10小時(shí)到20小時(shí)，然后，管式爐自然降溫。
最終在管式爐的低溫端得到硅納米帶。
將得到的硅納米帶在10伏電壓下電化學(xué)腐蝕30分鐘；在氧等離子體中 處理1小時(shí)。
將處理過的硅納米帶放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液中(濃 H2S0"H202的摩爾比為7:3)， 9(TC煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸餾水洗 至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:HA:NH3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入20. 8mg上述處理過的干燥硅納 米帶和40mL無水甲苯。氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到140'C共沸蒸餾除去水分，蒸出 30mL甲苯后，降至90。C并加入215mg(0. 53mmol)的N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙 氧基硅丙氨基)-乙酰胺，9(TC攪拌24小時(shí)，降至室溫，用微量過濾器過濾得 修飾硅納米帶粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲烷，乙醇超聲、過濾，除 去未反應(yīng)的N-(8-喹啉基)-2-(3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺。
將過濾后的硅納米帶分散於去離子水中形成懸浮液，用化學(xué)滴定的方法 通過測量硅納米帶上修飾的N- (8-喹啉基)-2- (3-三乙氧基硅丙氨基)-乙酰胺 的熒光強(qiáng)度來測量銅離子(Cu(II))的存在及濃度。熒光強(qiáng)度隨Cu(II)的濃 度的增強(qiáng)而減弱。該傳感器對Cu(II)的存在和濃度具有非常高的靈敏度和選 擇性。同時(shí)，對其它金屬離子具有很好的抗干擾性。
在這一實(shí)施例當(dāng)中，也可以選用ZnO納米帶、ZnS納米帶、氧化鍺納米帶、 氧化鎘納米帶，其它條件不變，同樣最終納米帶傳感器對Cu(II)具有很好的 選擇性和靈敏度。
實(shí)施例3.
一維氧化硅納米線上修飾有N-3-三乙氧基硅丙基-丹酰胺的熒光化學(xué)傳 感器，檢測汞離子(Hg(II))的存在及濃度
一維氧化硅納米線是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將5克 SiO放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后 通入氬氣和氧氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。 將氣壓穩(wěn)定在10000帕到50000帕之間。然后將管式爐溫度升高到1270°C， 并保持溫度2小時(shí)到10小時(shí)，然后，管式爐自然降溫。最終在管式爐的低溫 端得到氧化硅納米線。
將得到的氧化硅納米線在氧等離子體150度中處理3小時(shí)。波長325納 米連續(xù)激光處理2小時(shí)。
將處理過的氧化硅納米線放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液 中(濃H2S0"H202的摩爾比為7:3)， 9(TC煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸
餾水洗至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:H202:NH3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用 二次蒸餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入20mg上述處理過的干燥氧化硅 納米線和40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到14(TC共沸蒸餾除去水分，蒸 出30mL甲苯后，降至9(TC并加入0. 30rrano1的3-丹酰氨基丙基三乙氧基硅烷， 9(TC攪拌24小時(shí)，降至室溫，用微量過濾器過濾得修飾氧化硅納米線粗產(chǎn)品。 粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲烷，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的N-3-三乙氧 基硅丙基-丹酰胺。修飾好的氧化硅納米線真空干燥。
將真空干燥的氧化硅納米線分散於去離子水中形成懸浮液，用化學(xué)滴定 的方法通過測量氧化硅納米線上N-3-三乙氧基硅丙基-丹酰胺的熒光強(qiáng)度來 測量汞離子(Hg(II))的存在及濃度。該傳感器的熒光強(qiáng)度隨Hg (II)的濃 度增加而減弱。該傳感器對Hg(II)的存在和濃度具有非常高的靈敏度和選擇 性。同時(shí)，圖8給出了對其它金屬離子具有很好的抗干擾性。
在這一實(shí)施例當(dāng)中，也可以選用氧化鋅(Zn0)納米線、ZnS納米線、氧 化鍺(Ge02)納米線、氧化鎘納米線等代替，其它條件不變，同樣最終納米線 傳感器對Hg(II)具有很好的選擇性和靈敏度。在這一實(shí)施例中，硅納米線可 以采用化學(xué)選擇性刻蝕方法制備。
實(shí)施例4.
一維氧化硅納米帶上修飾有N-3-三乙氧基硅丙基-丹酰胺的熒光化學(xué)傳 感器，檢測汞離子(Hg(II))的存在及濃度
一維氧化硅納米帶是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將8克 SiO放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后 通入氬氣和氧氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。 將氣壓穩(wěn)定在1帕到500帕之間或60000帕到90000帕之間。然后將管式爐 溫度升高到135(TC之間，并保持溫度10小時(shí)，然后，管式爐自然降溫。最終 在管式爐的低溫端得到氧化硅納米帶。
將得到的氧化硅納米帶在氧等離子體20CTC中處理1小時(shí)。用鈣離子源處 理2小時(shí)。
將處理過的氧化硅納米帶放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液 中(濃H2S0,:HA的摩爾比為7:3)， 90。C煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:H202:NH3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用 二次蒸餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入20mg處理過的干燥氧化硅納米 帶和40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到140。C共沸蒸餾除去水分，蒸出30mL
甲苯后，降至9(TC并加入0.30mmo1的3-丹酰氨基丙基三乙氧基硅烷，9CTC 攪拌24小時(shí)，降至室溫，用微量過濾器過濾得修飾氧化硅納米帶粗產(chǎn)品。粗 產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲垸，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的N-3-三乙氧基 硅丙基-丹酰胺。修飾好的氧化硅納米帶真空干燥。
將真空干燥的氧化硅納米帶分散於去離子水中形成懸浮液，用化學(xué)滴定 的方法通過測量氧化硅納米線上N-3-三乙氧基硅丙基-丹酰胺的熒光強(qiáng)度來 測量汞離子(Hg(II))的存在及濃度。該傳感器的熒光強(qiáng)度隨Hg (II)的濃 度增加而減弱。該傳感器對Hg(II)的存在和濃度具有非常高的靈敏度和選擇 性。同時(shí)，對其它金屬離子具有很好的抗干擾性。
在這一實(shí)施例當(dāng)中，也可以選用Zn0納米帶、ZnS納米帶、氧化鍺納米帶、 氧化鎘納米帶，其它條件不變，同樣最終納米帶傳感器對Hg(II)具有很好的 選擇性和靈敏度。
實(shí)施例5.
一維硅納米線上修飾有l(wèi)-羥基-萘-2-醛的熒光化學(xué)傳感器，檢測鋅離子 (Zn(II))的存在及濃度
一維納米結(jié)構(gòu)是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將6克Si0 放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后通入 氬氣和氫氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。將氣 壓穩(wěn)定在10000帕到50000帕之間。然后將管式爐溫度升高到128(TC，并保 持溫度7小時(shí)。然后，管式爐自然降溫。最終在管式爐的低溫端得到硅納米 線。
將得到的硅納米線在氧等離子體中處理1小時(shí)。
將處理過的硅納米線放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液中(濃 ^304:&02的摩爾比為7:3)， 9(TC煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸餾水洗 至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:HA:NH3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入30mg處理過的干燥硅納米線和 40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到14(TC共沸蒸餾除去水分，蒸出30mL甲 苯后，降至9(TC并加入0.2mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，9(TC攪拌24小時(shí)， 降至室溫，用微量過濾器過濾得修飾硅線粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯 甲垸，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的3-氨丙基三乙氧基硅烷。真空干燥后， 加入10mL無水甲苯和lmmol 1-羥基-萘-2_醛，回流兩小時(shí)，降至室溫，用 微量過濾器過濾得修飾硅線粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲垸，乙醇超 聲、過濾，除去未反應(yīng)的l-羥基-萘-2-醛。修飾好的硅納米線真空干燥。
將真空干燥的硅納米線分散於乙醇中形成懸浮液，用化學(xué)滴定的方法通
過測量硅納米線上l-羥基-萘-2-醛的熒光強(qiáng)度來測量鋅離子(Zn(II))的存 在及濃度。該傳感器的熒光強(qiáng)度隨Zn(II)的濃度增加而增強(qiáng)。該傳感器對 Zn(II)的存在和濃度具有非常高的靈敏度和選擇性。同時(shí)，對其它金屬離子 具有很好的抗干擾性。
如圖2B所示，本實(shí)施例的化學(xué)傳感器的熒光檢測示意圖。 在這一實(shí)施例當(dāng)中，也可以選用氧化鋅(Zn0)納米線、ZnS納米線、氧 化鍺(Ge02)納米線、氧化鎘納米線等代替，其它條件不變，同樣最終納米線 傳感器對Zn(II)具有很好的選擇性和靈敏度。在這一實(shí)施例中，硅納米線可 以采用化學(xué)選擇性刻蝕方法制備。
實(shí)施例6.
一維硅納米帶上修飾有1-羥基-萘-2-醛的熒光化學(xué)傳感器，檢測鋅離子 (Zn(II))的存在及濃度
一維硅納米帶是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將12克Si0 放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后通入 氬氣和氫氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。將氣 壓穩(wěn)定在1帕到500帕之間或60000帕到90000帕之間。然后將管式爐溫度 升高到132(TC，并保持溫度4小時(shí)。然后，管式爐自然降溫。最終在管式爐 的低溫端得到硅納米帶。
將得到的硅納米帶在氧等離子體中處理1小時(shí)。波長190納米10納秒脈 寬脈沖激光處理30分鐘。
將處理過的硅納米帶放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液中(濃 H2S04:H202的摩爾比為7:3)， 90。C煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸餾水洗 至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:H202:NH3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入30mg處理過的干燥硅納米帶和 40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到14CTC共沸蒸餾除去水分，蒸出30mL甲 苯后，降至90。C并加入0.2mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，90。C攪拌24小時(shí)， 降至室溫，用微量過濾器過濾得修飾硅納米帶粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯， 二氯甲垸，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的3-氨丙基三乙氧基硅烷。真空干 燥后，加入10mL無水甲苯和lmmol 1_羥基-萘-2_醛，回流兩小時(shí)，降至室 溫，用微量過濾器過濾得修飾硅納米帶粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲 烷，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的1-羥基-萘-2-醛。修飾好的硅納米帶真 空干燥。
將真空干燥的硅納米帶分散於乙醇中形成懸浮液，用化學(xué)滴定的方法通
過測量硅納米線上l-羥基-萘-2-醛的熒光強(qiáng)度來測量鋅離子(Zn(II))的存
在及濃度。該傳感器的熒光強(qiáng)度隨Zn(II)的濃度增加而增強(qiáng)。該傳感器對 Zn(II)的存在和濃度具有非常高的靈敏度和選擇性。同時(shí)，對其它金屬離子
具有很好的抗干擾性。
在這一實(shí)施例當(dāng)中，也可以選用Zn0納米帶、ZnS納米帶、氧化鍺納米帶、 氧化鎘納米帶，其它條件不變，同樣最終納米帶傳感器對Zn(II)具有很好的 選擇性和靈敏度。
實(shí)施例7.
一維硅納米線上修飾有N，N-二(9-甲基蒽)-3-三乙氧基氨丙基硅烷的熒 光化學(xué)傳感器，檢測pH值
一維納米結(jié)構(gòu)是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將3克SiO 放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后通入 氬氣和氫氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。將氣 壓穩(wěn)定在10000帕到50000帕之間。然后將管式爐溫度升高到129(TC，并保 持溫度3小時(shí)，然后，管式爐自然降溫。最終在管式爐的低溫端得到硅納米 線。
將得到的硅納米線在氧等離子體中處理1小時(shí)。
將處理過的硅納米線放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(H202)的混合液中(濃 貼04:仏02的摩爾比為7:3)， 9(TC煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸餾水洗 至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:H202:麗3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性。真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入6mg處理過的干燥硅納米線和 40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到14(TC共沸蒸餾除去水分，蒸出30mL甲 苯后，降至90。C并加入0.026mmo1的N，N-二(9-甲基蒽)-3-三乙氧基氨丙基 硅烷，9(TC攪拌24小時(shí)，降至室溫，用微量過濾器過濾得修飾硅納米線粗產(chǎn) 品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲垸，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的N，N-二(9 -甲基蒽)-3-三乙氧基氨丙基硅烷，真空干燥。
將真空干燥的硅納米線分散於去離子水中形成懸浮液，用化學(xué)滴定的方 法通過測量硅納米線上1-羥基-萘-2-醛的熒光強(qiáng)度來測量氫離子的存在及濃 度。該傳感器的熒光強(qiáng)度隨氫離子的濃度增加而增強(qiáng)。氫離子濃度即可換算 成PH值，從而得到熒光強(qiáng)度與pH值的關(guān)系。該傳感器對pH值具有非常高的 靈敏度；同時(shí)，對其它離子具有很好的抗干擾性。
在這一實(shí)施例中，硅納米線可以采用化學(xué)選擇性刻蝕方法制備。
實(shí)施例8.
一維硅納米帶上修飾有N，N-二( 9-甲基蒽)-3-三乙氧基氨丙基硅烷的熒 光化學(xué)傳感器，檢測pH值
一維硅納米帶結(jié)構(gòu)是通過物理熱蒸發(fā)方法制備的。具體過程是將15克 SiO放置于水平管式爐的氧化鋁爐管中間，然后對爐管抽真空至10—2帕，然后 通入氬氣和氫氣的混合氣體，其中氫氣含量占混合氣體體積的1% 10%之間。 將氣壓穩(wěn)定在1帕到500帕之間或60000帕到90000帕之間。然后將管式爐 溫度升高到132(TC，并保持溫度8小時(shí)，然后，管式爐自然降溫。最終在管 式爐的低溫端得到硅納米帶。
將得到的硅納米帶在氧等離子體中處理1小時(shí)。
將處理過的硅納米帶放入濃硫酸(H2S04)和雙氧水(HA)的混合液中(濃 H2S04:HA的摩爾比為7:3)， 9(TC煮1小時(shí)，冷至室溫，反復(fù)用二次蒸餾水洗 至中性，放入5:l:l(v:v:v)的H20:H202:麗3.H20中室溫3小時(shí)，反復(fù)用二次蒸 餾水洗至中性，真空干燥。
在連有分水器的100 mL圓底燒瓶中加入6mg處理過的干燥硅納米帶和 40mL無水甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱到14(TC共沸蒸餾除去水分，蒸出30mL甲 苯后，降至90。C并加入0.026mmo1的N， N-二 ( 9 -甲基蒽)-3-三乙氧基氨丙基 硅烷，9(TC攪拌24小時(shí)，降至室溫，用微量過濾器過濾得修飾硅納米帶粗產(chǎn) 品。粗產(chǎn)品反復(fù)用甲苯，二氯甲垸，乙醇超聲、過濾，除去未反應(yīng)的N，N-二(9 -甲基蒽)-3-三乙氧基氨丙基硅垸。修飾好的硅納米帶真空干燥。
將真空干燥的硅納米帶分散於去離子水中形成懸浮液，用化學(xué)滴定的方 法通過測量硅納米帶上1-羥基-萘-2-醛的熒光強(qiáng)度來測量氫離子的存在及濃 度。該傳感器的熒光強(qiáng)度隨氫離子的濃度增加而增強(qiáng)。氫離子濃度即可換算 成pH值，從而得到熒光強(qiáng)度與pH值的關(guān)系。該傳感器對pH值具有非常高的 靈敏度。同時(shí)，對其它離子具有很好的抗干擾性。
權(quán)利要求
1.一種一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器，其特征是所述的熒光化學(xué)生物傳感器是在一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面有以化學(xué)鍵或物理吸附的形式存在于一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的化學(xué)物質(zhì)；所述的一維納米結(jié)構(gòu)材料是一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或納米帶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光化學(xué)生物傳感器，其特征是所述的一維 納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或納米帶是一維納 米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或納米帶的集合，或 是單根一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或納米 帶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光化學(xué)生物傳感器，其特征是所述的 一維納米線、納米棒、納米柱、納米管、納米晶須、納米纖維或納米帶的材 料是金、鎳、硼、銅、鋅、銻、鎢、鉬、鉛、鈀、銠、銦、鉍、銥、鈰、鉭、 硒、銀、鉑、鈷、鈦、鐵、碳、硅、鍺、硅鍺、碳化硅、硫化銅、硫化亞銅、 硫化鐵、硫化亞鐵、硫化鉍、硫化鉭、硫化鈮、硫化鉛、硫化鋅、硫化鎘、 硒化錳、硒化鎵、硒化鉛、硒化鋅、硒化鎘、氧化鈰、氧化鋇、氧化鋯、氧 化鉿、氧化銥、氧化釩、氧化銦、氧化銅、氧化亞銅、氧化銻、氧化鉍、氧 化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、氧化亞鐵、氧化鍺、氧化鎵、氧化鈦、氧 化錫、氧化鋅、氧化鎘、CaN、 CaP、 MgB2、 InAs 、 NbS2、 WS2、 GaAs、 GaP、 InN、 A1N、 Si美、Ge3N4、 TiC、 InP、 GaN、 InGaAs 、 ZnSSe、 CdS、 CdSe或CdSSe。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光化學(xué)生物傳感器，其特征是所述的化學(xué) 物質(zhì)是無機(jī)分子、有機(jī)分子體系或生物分子體系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熒光化學(xué)生物傳感器，其特征是-所述的無機(jī)分子是氧、硫、氮、氫、硒、氨、硅、氧化硅、硫化銅、硫化鐵、硫化亞鐵、硫化鉍、硫化鉭、硫化鈮、硫化亞銅、Pt、 Ag、 Ti、 Co、 Ga203、 AlGaAs、 PGaAs、 InAs、 GaAs、 GaP、 InP、 GaN、 InGaAs、 Zn0、 ZnS、 ZnSe 、 ZnSSe、 Cd0、 CdS、 CdSe或CdSSe;所述的有機(jī)分子體系是以冠醚、氮雜冠醚、穴冠醚、吡啶、咪唑基、多 羧基、聚胺基、脲或硫脲作為離子感受體，以萘、蒽、芘、喹啉、香豆素、 黃酮類、熒光素類或羅丹明類為發(fā)光體的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移或能量轉(zhuǎn)移體系； 或基于C=N雙鍵異構(gòu)化的熒光傳感體系；或基于單體激發(fā)的熒光變化的傳感 體系；所述的生物分子體系是以硼酸類化合物為受體的糖類分子識別體系，或是以蛋白質(zhì)或肽為受體的熒光標(biāo)記抗體，或是DNA或RNA，或是生物毒素的識 別體系。
6. —種根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的熒光化學(xué)生物傳感器的制備方 法其特征是將一維納米結(jié)構(gòu)材料表面進(jìn)行處理，使其能夠與修飾化學(xué)物 質(zhì)牢固結(jié)合；以化學(xué)鍵或物理吸附的方式將化學(xué)物質(zhì)修飾到一維納米結(jié)構(gòu)材 料的表面，使得修飾化學(xué)物質(zhì)以化學(xué)鍵或物理吸附的形式存在于一維納米結(jié) 構(gòu)材料的表面，實(shí)現(xiàn)一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的功能化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是所述的一維納米結(jié)構(gòu)材料的 表面進(jìn)行處理是表面等離子體處理、激光照射或離子表面轟擊、表面活化或 鈍化、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕或表面化學(xué)反應(yīng)；所述的以化學(xué)鍵或物理吸附的方式將化學(xué)物質(zhì)修飾到一維納米結(jié)構(gòu)材料 的表面是表面等離子體處理、激光照射或離子表面轟擊、表面活化或鈍化、 化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、表面化學(xué)反應(yīng)。
8. —種根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的熒光化學(xué)生物傳感器的用途，其 特征是該熒光化學(xué)生物傳感器用于化學(xué)或生物物種的種類和濃度的檢測；所述的用于化學(xué)或生物物種的種類和濃度的檢測，是將一維納米結(jié)構(gòu)的 熒光化學(xué)生物傳感器與待檢測的化學(xué)生物物種接觸，通過熒光激發(fā)裝置和光 電檢測裝置檢測修飾在一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的化學(xué)物質(zhì)的熒光變化，最終 實(shí)現(xiàn)化學(xué)或生物物種的種類和濃度的檢測。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用途，其特征是所述的激發(fā)裝置和光電檢測 裝置檢測一維納米結(jié)構(gòu)材料表面化學(xué)物質(zhì)的熒光變化，是檢測一維納米結(jié)構(gòu) 材料表面化學(xué)物質(zhì)的熒光增強(qiáng)或淬滅。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用途，其特征是所述的一維納米結(jié)構(gòu)材 料本身在檢測中是無序分布，或是有序陣列分布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器。熒光化學(xué)生物傳感器是在一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面有以化學(xué)鍵或物理吸附的形式存在于一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的化學(xué)物質(zhì)。將一維納米結(jié)構(gòu)材料表面進(jìn)行處理后，以化學(xué)鍵或物理吸附的方式將化學(xué)物質(zhì)修飾到一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面，使得修飾化學(xué)物質(zhì)以化學(xué)鍵或物理吸附的形式存在于一維納米結(jié)構(gòu)材料的表面。將一維納米結(jié)構(gòu)的熒光化學(xué)生物傳感器與待檢測的化學(xué)生物物種接觸，通過熒光激發(fā)裝置和光電檢測裝置檢測修飾在一維納米結(jié)構(gòu)材料表面的化學(xué)物質(zhì)的熒光變化，最終實(shí)現(xiàn)化學(xué)生物物種的種類和濃度的檢測。本發(fā)明利用了一維納米結(jié)構(gòu)非常高的比表面積性質(zhì)，提高了修飾化學(xué)物質(zhì)的濃度，進(jìn)而提高了檢測靈敏度。
文檔編號G01N33/50GK101191794SQ20071012079
公開日2008年6月4日 申請日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者師文生, 穆麗璇 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所