一种基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料及其制备方法与流程

本发明属于电致化学发光领域，具体涉及一种基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料及其制备方法。

背景技术：

介孔纳米二氧化硅具有大的比表面积与高度有序的孔道结构，近年来被广泛应用于催化、吸附、分离等研究。由于纳米技术的日趋成熟，介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)具有包裹量大、热力学稳定性高、生物兼容性及生物可降解性良好、可进行多样化修饰的内孔道表面、可调的孔径与巨大的孔容积等特点，已成为电致化学发光研究的主要方向之一。

但目前公开的介孔纳米二氧化硅对电致化学发光材料的负载率低，本发明提供了一种新型方法，通过对介孔纳米二氧化硅的孔径的调节来提高对电致化学发光材料的负载率，并进一步提高电致化学发光效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料。

本发明的目的是通过介孔二氧化硅的多孔性，在其表面和内部同时组装电致化学发光试剂

本发明的另一目的在于提供一种所述基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料的其制备方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、40mL水和0.3mL氢氧化钠溶液混合均匀后，反应温度为95℃，加入0.42mL硅酸乙酯,继续搅拌，反应时间为3h，在马弗炉中550℃煅烧3h，得纳米颗粒a；所述氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L；

(2)将步骤(1)所得纳米颗粒a在3-氨丙基三乙氧基硅烷的作用下，表面连接氨基，反应温度为37℃，反应时间为12h，离心后，得纳米颗粒b；

(3)将步骤(2)所得纳米颗粒b与钌联吡啶反应，钌联吡啶浓度为1mg/mL，反应温度为37℃，反应时间为12h，离心后，得到所述电致化学发光纳米材料。

所述步骤(1)中将不同质量的十六烷基三甲基溴化铵、40mL水和0.3mL氢氧化钠溶液混合均匀后，十六烷基三甲基溴化铵的浓度优选为2.85-8.55mmol/L。

所述步骤(2)中3-氨丙基三乙氧基硅烷的浓度优选为10％-30％(v/v乙醇)；所述3-氨丙基三乙氧基硅烷以无水乙醇为溶剂配制。

所述步骤(3)中钌联吡啶优选表面含有N-羟基琥珀酰亚胺，且用二甲亚砜配制。

有益效果：

1.本发明提供一种新型方法用于制备电致化学发光纳米颗粒。它可以有效的提高钌联吡啶分子的负载率，进行固相电致化学发光分析。此外，还可以在其表面进行生物分子的修饰。有效的提高生物分子的富集效率，提高检测的灵敏度。

2.本发明通过采用不同浓度的十六烷基三甲基溴化铵，改变所述基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料的尺寸，从而提高发光信号的响应效率。

3.本发明通过采用不同浓度的3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-氨丙基三乙氧基硅烷以无水乙醇为溶剂配制)，考察它对纳米颗粒3的发光信号影响，提高发光信号的响应效率。

附图说明

图1纳米颗粒a的透射电子显微镜图，十六烷基三甲基溴化铵浓度为2.85mmol/mL。

图2纳米颗粒b的红外光谱图。

图3不同浓度CTAB对纳米颗粒3的电化学发光响应图。十六烷基三甲基溴化铵为2.85，4.55，5.70，6.85，8.55mmol/L。

具体实施方式

实施例1纳米颗粒a的制备

称取0.0416g十六烷基三甲基溴化铵置入100mL三颈烧瓶，加入40mL水、0.3mL NaOH(称取0.4328g NaOH用5mL超纯水溶解，配制成2mol/L的溶液)，恒温加热搅拌，待温度上升至95℃时，加入0.42mL硅酸乙酯,继续恒温加热搅拌，反应3h。待反应结束，冷却至室温，过滤，先用适量水洗，再用少量乙醇洗。将所得产品转移至中，在电热鼓风干燥箱中60℃干燥12h。从干燥箱拿出后，在马弗炉中550℃煅烧3h，缓慢冷却至室温，将所得样品(纳米颗粒a)保存于干燥器中，备用。

实施例2纳米颗粒b的制备

取1mg纳米颗粒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无水乙醇为溶剂配制，体积比为10％)，超声溶解，在恒温震荡仪中37℃反应12h。将样品在高速离心机中8000r/min，离心10min，倒去上清液，反复用乙醇、磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液)(0.1mol/L,pH＝7.4)洗涤，离心，得纳米颗粒b。

实施例3基于介孔纳米二氧化硅的电致化学发光纳米材料的制备

取PBS(0.1mol/L，pH＝7.4)悬浮液取500μL，加入1mg/mL钌联吡啶(DMSO溶剂)0.5ml，加入0.5mg纳米颗粒b，超声溶解，在恒温震荡仪中37℃反应24h，8000r/min离心10min，弃去上液，得所述电致化学发光纳米材料。

实施例4电致化学发光的测定

用1％醋酸溶解壳聚糖，配成1mg/mL的溶液。用壳聚糖溶液溶解所制电致化学发光纳米材料，配制成10mg/mL的溶液，取50μL涂于氧化铟锡电极表面，自然晾干，最后将电极保存于磷酸缓冲液(pH＝7.4)中。用三电极体系，氧化铟锡作为工作电极，铂丝作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极。在发光池中加入5mL磷酸缓冲液(pH＝7.4)和50μL三正丙胺，测其电致化学发光。电致化学发光参数设定为：扫描电位为0-1.3V，扫描速率为100mV/s，光电倍增管高压为400V。