一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，所述的新型纳米材料为核桃结构的磁赤铁矿/二氧化硅复合磁性纳米粒子，所述的制备方法包括如下步骤：a）制备磁赤铁矿纳米粒子，b）水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子，c）洗涤干燥处理。本发明揭示了一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，该制备方法简单易行、高效合理，制得的纳米材料不仅表现出很好的顺磁性和磁响应性，而且具有较好的分散性和较高的抗氧化能力。
【专利说明】一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子材料，尤其涉及一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，属于电子材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础，主要是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料、光电子材料以及其他相关材料。电子材料涵盖范围广泛，其主要功能在于本身为光机能性，或会影响产品电气性质的材料。当前，电子材料主要应用于冗制造、平面显示器、构装、印刷电路板、太阳电池等产业。
[0003]作为电子材料之一的磁性材料，磁性纳米粒子以其优异的化学和物理性能，极高的比表面和较高的吸附能力，被广泛用于生物传感器表面吸附层的制作，同时，磁性纳米粒子以其较高的生化反应速度，在生物传感器应用的酶的固定、信号的检测和放大、待侧物质的富集和浓缩等方面发挥着重要的作用。目前，磁性纳米粒子的制备和纯化工艺还不够完善，纳米尺寸的磁性粒子因其表面能高而易于团聚，分散性差，同时化学活性又很高，易被氧化，导致体系的磁性降低，故使磁性纳米粒子的磁导向性、生物相容性和热稳定性没能最好发挥，从而影响了生物传感器检测的灵敏度，生化反应的速度和检测的通量。
【发明内容】
[0004]针对上述需求，本发明提供了一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，该制备方法简单易行、高效合理，制得的纳米材料不仅表现出很好的顺磁性和磁响应性，而且具有较好的分散性和较高的抗氧化能力。
[0005]本发明是一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，所述的新型纳米材料为核桃结构的磁赤铁矿/ 二氧化硅复合磁性纳米粒子，所述的制备方法包括如下步骤制备磁赤铁矿纳米粒子，0水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子，0?洗涤干燥处理。
[0006]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤￡1)中，制备磁赤铁矿纳米粒子包括如下步骤:1)将氯化铁粉末和氢氧化钠粉末放入研磨机，并加入聚乙二醇-200研磨30-=:2)洗涤混合产物，并放入真空烘箱中701干燥2卜得到前驱体产物；3?将前驱体在5001焙烧1匕。
[0007]在本发明一较佳实施例中，所述的氯化铁粉末和氢氧化钠粉末的质量比为7:4。
[0008]在本发明一较佳实施例中，所述的聚乙二醇-200的用量和氯化铁粉末的用量配比为 1.251111/^0
[0009]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤0中，水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子包括如下步骤:1)将磁赤铁矿纳米粒子放入无水乙醇和水中超声分散3001= ；2?向分散溶液中加入浓氨水和正硅酸四乙酯溶液，搅拌反应6匕。
[0010]在本发明一较佳实施例中，所述的无水乙醇和水的用量比为4:1。
[0011]在本发明一较佳实施例中，所述的无水乙醇的用量和磁赤铁矿纳米粒子的用量配比为 50ml/g。
[0012]在本发明一较佳实施例中，所述的正硅酸四乙酯溶液和浓氨水的用量比为5:3。
[0013]在本发明一较佳实施例中，所述的正硅酸四乙酯溶液的用量和磁赤铁矿纳米粒子的用量配比为12.5ml/g。
[0014]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c)中，洗涤干燥处理包括用无水乙醇洗涤反应产物和用真空干燥箱将反应产物于110°c干燥3h。
[0015]本发明揭示了一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，该制备方法简单易行、高效合理，制得的纳米材料不仅表现出很好的顺磁性和磁响应性，而且具有较好的分散性和较高的抗氧化能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例用于生物传感器的新型纳米材料制备方法的工序步骤图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0018]图1是本发明实施例用于生物传感器的新型纳米材料制备方法的工序步骤图；该新型纳米材料为核桃结构的磁赤铁矿/ 二氧化硅复合磁性纳米粒子，所述的制备方法包括如下步骤:a)制备磁赤铁矿纳米粒子，b)水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子，c)洗漆干燥处理。
[0019]本发明提及的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法通过将制备的粒径约40nm的磁赤铁矿纳米粒子加入到正硅酸四乙酯凝胶体系中，经水解、缩合，用溶胶-凝胶法制备得到了核壳结构的磁赤铁矿/二氧化硅复合磁性纳米粒子。该复合磁性纳米粒子中的二氧化硅具有优异的化学稳定性和耐高温性能，同时其表面存在的不饱和残键及不同键合状态的羟基可作为功能性改性媒介，在磁赤铁矿纳米粒子表面包覆一层二氧化硅后，可以促进磁性纳米粒子在水溶液中的稳定分散，并且复合物中网状结构的二氧化硅能够延缓氧化铁的晶化及进一步的晶型转变，提高磁赤铁矿纳米粒子的热稳定性。经性能测试，该复合磁性纳米粒子表现出了较好的顺磁性、磁响应性和热稳定性。
实施例
[0020]具体制备方法如下:
a)制备磁赤铁矿纳米粒子，具体制备过程为:首先将氯化铁粉末和氢氧化钠粉末按质量比7:4放入研磨机中研磨，并加入聚乙二醇-200继续研磨30min，其中，聚乙二醇-200的用量和氯化铁粉末的用量配比为1.25ml/g ;然后将研磨后的产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤三遍，经抽滤后放入真空烘箱中于70°C干燥2h得到前驱体产物；最后将前驱体产物在500°C下焙烧lh，即制得磁赤铁矿纳米粒子。
[0021]b)水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子，具体制备过程为:首先将一定量制备的磁赤铁矿纳米粒子加入到含无水乙醇和水的容器中，超声分散30min，其中，无水乙醇和水的用量比为4:1，无水乙醇的用量和磁赤铁矿纳米粒子的用量配比为50ml/g;然后向分散溶液中加入适量浓氨水作为催化剂，再逐滴加入正硅酸四乙酯溶液，搅拌条件下反应6h以保证正硅酸四乙酯充分水解，缩合完全，其中，正硅酸四乙酯溶液和浓氨水的用量比为5: 3，正硅酸四乙酯溶液的用量和磁赤铁矿纳米粒子的用量配比为12.5ml/g。
[0022]c)洗涤干燥处理，首先将步骤b)处理得到的反应产物用无水乙醇洗涤，直至清洗后的溶液不再变浑浊，然后将反应产物于110°c真空干燥箱干燥3h，即制得磁赤铁矿/ 二氧化硅复合磁性纳米粒子。
[0023]本发明揭示了一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，该制备方法简单易行、高效合理，制得的纳米材料不仅表现出很好的顺磁性和磁响应性，而且具有较好的分散性和较高的抗氧化能力。
[0024]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的新型纳米材料为核桃结构的磁赤铁矿/ 二氧化硅复合磁性纳米粒子，所述的制备方法包括如下步骤:a)制备磁赤铁矿纳米粒子，b)水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子，c)洗涤干燥处理。
2.根据权利要求1所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤a)中，制备磁赤铁矿纳米粒子包括如下步骤:I)将氯化铁粉末和氢氧化钠粉末放入研磨机，并加入聚乙二醇-200研磨30min ；2)洗涤混合产物，并放入真空烘箱中70V干燥2h得到前驱体产物；3)将前驱体在500°C焙烧lh。
3.根据权利要求2所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的氯化铁粉末和氢氧化钠粉末的质量比为7:4。
4.根据权利要求2所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的聚乙二醇-200的用量和氯化铁粉末的用量配比为1.25ml/g。
5.根据权利要求1所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤b)中，水解及缩合处理磁赤铁矿纳米粒子包括如下步骤:1)将磁赤铁矿纳米粒子放入无水乙醇和水中超声分散30min ;2)向分散溶液中加入浓氨水和正硅酸四乙酯溶液，搅拌反应6h。
6.根据权利要求5所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的无水乙醇和水的用量比为4:1。
7.根据权利要求5所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的无水乙醇的用量和磁赤铁矿纳米粒子的用量配比为50ml/g。
8.根据权利要求5所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的正硅酸四乙酯溶液和浓氨水的用量比为5:3。
9.根据权利要求5所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的正硅酸四乙酯溶液的用量和磁赤铁矿纳米粒子的用量配比为12.5ml/g。
10.根据权利要求1所述的用于生物传感器的新型纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤C)中，洗涤干燥处理包括用无水乙醇洗涤反应产物和用真空干燥箱将反应产物于110°C干燥3h。
【文档编号】B82Y40/00GK104355289SQ201410603314
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】马进 申请人:常熟市微尘电器有限公司