[发明专利]一种三维立方孔道介孔二氧化硅传感器的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于功能化纳米材料、免疫分析及生物传感技术领域，具体涉及一种三维立方孔道介孔二氧化硅传感器的制备方法及应用。

背景技术

近年来，介孔硅材料由于其具有较大的比表面积，较高的孔容和可调节的孔径已经引起了吸附、传感和生物医学等领域的广泛关注。目前，比较常见的介孔硅材料有，MCM-41、MCM-48和SBA-15。在这些介孔硅材料中，KIT-6拥有可持续的Ia3d对称立方结构和互相贯穿的圆柱形孔体系，它特有的三维立方孔道就像一个开口的介孔模板使活性物种的负载变得容易，而且负载物可以在整个孔道内部分散均匀而不形成团聚的大颗粒，因此，利用具有良好吸附性能的KIT-6来吸附甲苯胺蓝作为传感器制作中的二抗标记物，可提供并放大电化学信号，降低分析物的检测限，从而提高检测的灵敏度。在标记物中还引入了1-丁基吡啶四氟硼酸盐离子液体，可以起到加速电子转移的作用。

发明内容

本发明的目的之一是制备一种基于三维立方孔道的介孔二氧化硅传感器。

本发明的目的之二是利用所制备的传感器，通过电化学技术对分析物进行检测。

本发明的技术方案，包括以下步骤。

1.传感材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）氨基化石墨烯NH₂-GS制备，步骤如下：

将0.3 g的石墨粉和1.8 g高锰酸钾放入三口瓶中，加入40 mL 9∶1混合的硫酸和磷酸混合液，50℃下反应12 h，倾倒至40 mL的冰上，加入300 μL的过氧化氢，缓慢磁力搅拌0.5 h，离心，分别用盐酸、乙醇、乙醚离心洗涤，35℃真空干燥，制得棕黄色氧化石墨烯GO固体粉末。

在10 mL无水乙醇中分散0.1g GO，超声5 h，加入0.2 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷，70℃回流1.5 h，加入0.1 mL、质量分数为80%的水合肼，95℃回流1.5 h，离心洗涤，35℃真空干燥，制得黑色粉末氨基化石墨烯NH₂-GS。

（2）金纳米粒子杂化氨基化石墨烯复合材料Au@GS的制备，步骤如下：

室温下，向100 mL超纯水中加入8~12 mg NaBH₄，溶解后，搅拌下逐渐滴加1.6 mL、质量分数为1%的HAuCl₄溶液，得到宝石红色透明溶液，继续搅拌1 h，超声1 h，制得分散均匀的金纳米粒子AuNPs溶液。

将8~12 mg NH₂-GS溶于10 mL超纯水中，加入到25 mL制得的AuNPs溶液中，震荡12 h，离心洗涤，35℃真空干燥，制得黑色粉末Au@GS。

（3）氨基化KIT-6纳米材料NH₂-KIT-6的制备

将7~9 g三嵌段共聚物表面活性剂P123溶解于15 mL浓盐酸和330 mL超纯水中，搅拌1 h至P123溶解，制成透明溶液，向透明溶液中加入7~9 g正丁醇，搅拌1 h，置于30~45℃的水浴中，缓慢滴加18~20 g TEOS，搅拌2 h，100℃下水热处理24 h，过滤，用超纯水反复洗涤，制得粉体，100℃干燥处理，550℃煅烧除去表面活性剂，制得KIT-6。

取0.1 g KIT-6溶于10 mL无水甲苯中，加入0.1 mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷，70℃回流1.5 h，离心，于110℃下干燥1 h，制得粉末状氨基功能化的KIT-6，即NH₂-KIT-6。

（4）金纳米粒子杂化KIT-6介孔材料Au@KIT-6的制备

室温下，向100 mL超纯水中加入4~6 mg NaBH₄，溶解，搅拌下逐渐滴加0.8 mL、质量分数为1% 的HAuCl₄溶液，观察得到宝石红色透明溶液，继续搅拌1 h后，超声1 h，制得分散均匀的AuNPs溶液；将10 mg NH₂-KIT-6溶于10 mL超纯水中，搅拌下，缓缓加入到40 mL制得AuNPs溶液中，溶液立即变为不透明的深紫色，离心，除去上清液，在35℃下真空干燥，制得紫色固体粉末Au@ KIT-6。

2.二抗标记物Au@KIT-6/Ab₂/TB/[BP_y]BF₄的制备方法