一種基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料及其制備方法與流程

本發明屬于電致化學發光領域，具體涉及一種基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料及其制備方法。

背景技術：

介孔納米二氧化硅具有大的比表面積與高度有序的孔道結構，近年來被廣泛應用于催化、吸附、分離等研究。由于納米技術的日趨成熟，介孔二氧化硅納米顆粒(MSN)具有包裹量大、熱力學穩定性高、生物兼容性及生物可降解性良好、可進行多樣化修飾的內孔道表面、可調的孔徑與巨大的孔容積等特點，已成為電致化學發光研究的主要方向之一。

但目前公開的介孔納米二氧化硅對電致化學發光材料的負載率低，本發明提供了一種新型方法，通過對介孔納米二氧化硅的孔徑的調節來提高對電致化學發光材料的負載率，并進一步提高電致化學發光效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料。

本發明的目的是通過介孔二氧化硅的多孔性，在其表面和內部同時組裝電致化學發光試劑

本發明的另一目的在于提供一種所述基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料的其制備方法。

本發明的目的可以通過如下技術方案實現：一種基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、40mL水和0.3mL氫氧化鈉溶液混合均勻后，反應溫度為95℃，加入0.42mL硅酸乙酯,繼續攪拌，反應時間為3h，在馬弗爐中550℃煅燒3h，得納米顆粒a；所述氫氧化鈉溶液的濃度為2mol/L；

(2)將步驟(1)所得納米顆粒a在3-氨丙基三乙氧基硅烷的作用下，表面連接氨基，反應溫度為37℃，反應時間為12h，離心后，得納米顆粒b；

(3)將步驟(2)所得納米顆粒b與釕聯吡啶反應，釕聯吡啶濃度為1mg/mL，反應溫度為37℃，反應時間為12h，離心后，得到所述電致化學發光納米材料。

所述步驟(1)中將不同質量的十六烷基三甲基溴化銨、40mL水和0.3mL氫氧化鈉溶液混合均勻后，十六烷基三甲基溴化銨的濃度優選為2.85-8.55mmol/L。

所述步驟(2)中3-氨丙基三乙氧基硅烷的濃度優選為10％-30％(v/v乙醇)；所述3-氨丙基三乙氧基硅烷以無水乙醇為溶劑配制。

所述步驟(3)中釕聯吡啶優選表面含有N-羥基琥珀酰亞胺，且用二甲亞砜配制。

有益效果：

1.本發明提供一種新型方法用于制備電致化學發光納米顆粒。它可以有效的提高釕聯吡啶分子的負載率，進行固相電致化學發光分析。此外，還可以在其表面進行生物分子的修飾。有效的提高生物分子的富集效率，提高檢測的靈敏度。

2.本發明通過采用不同濃度的十六烷基三甲基溴化銨，改變所述基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料的尺寸，從而提高發光信號的響應效率。

3.本發明通過采用不同濃度的3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-氨丙基三乙氧基硅烷以無水乙醇為溶劑配制)，考察它對納米顆粒3的發光信號影響，提高發光信號的響應效率。

附圖說明

圖1納米顆粒a的透射電子顯微鏡圖，十六烷基三甲基溴化銨濃度為2.85mmol/mL。

圖2納米顆粒b的紅外光譜圖。

圖3不同濃度CTAB對納米顆粒3的電化學發光響應圖。十六烷基三甲基溴化銨為2.85，4.55，5.70，6.85，8.55mmol/L。

具體實施方式

實施例1納米顆粒a的制備

稱取0.0416g十六烷基三甲基溴化銨置入100mL三頸燒瓶，加入40mL水、0.3mL NaOH(稱取0.4328g NaOH用5mL超純水溶解，配制成2mol/L的溶液)，恒溫加熱攪拌，待溫度上升至95℃時，加入0.42mL硅酸乙酯,繼續恒溫加熱攪拌，反應3h。待反應結束，冷卻至室溫，過濾，先用適量水洗，再用少量乙醇洗。將所得產品轉移至中，在電熱鼓風干燥箱中60℃干燥12h。從干燥箱拿出后，在馬弗爐中550℃煅燒3h，緩慢冷卻至室溫，將所得樣品(納米顆粒a)保存于干燥器中，備用。

實施例2納米顆粒b的制備

取1mg納米顆粒a溶解在0.9mL的乙醇中，加0.1mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-氨丙基三乙氧基硅烷以無水乙醇為溶劑配制，體積比為10％)，超聲溶解，在恒溫震蕩儀中37℃反應12h。將樣品在高速離心機中8000r/min，離心10min，倒去上清液，反復用乙醇、磷酸緩沖鹽溶液(PBS緩沖液)(0.1mol/L,pH＝7.4)洗滌，離心，得納米顆粒b。

實施例3基于介孔納米二氧化硅的電致化學發光納米材料的制備

取PBS(0.1mol/L，pH＝7.4)懸浮液取500μL，加入1mg/mL釕聯吡啶(DMSO溶劑)0.5ml，加入0.5mg納米顆粒b，超聲溶解，在恒溫震蕩儀中37℃反應24h，8000r/min離心10min，棄去上液，得所述電致化學發光納米材料。

實施例4電致化學發光的測定

用1％醋酸溶解殼聚糖，配成1mg/mL的溶液。用殼聚糖溶液溶解所制電致化學發光納米材料，配制成10mg/mL的溶液，取50μL涂于氧化銦錫電極表面，自然晾干，最后將電極保存于磷酸緩沖液(pH＝7.4)中。用三電極體系，氧化銦錫作為工作電極，鉑絲作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極。在發光池中加入5mL磷酸緩沖液(pH＝7.4)和50μL三正丙胺，測其電致化學發光。電致化學發光參數設定為：掃描電位為0-1.3V，掃描速率為100mV/s，光電倍增管高壓為400V。