[发明专利]壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料的制备

说明书

本发明涉及一种壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：制备二氧化硅纳米球、制备氨基改性二氧化硅纳米球、制备壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料。本发明的有益效果：无机分子印迹纳米材料的制备过程环保、廉价，且金纳米粒子的引入有效地增加了分子印迹材料对于半胱氨酸对映体的识别效果。

技术领域

本发明涉及一种壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料的制备方法，属材料和生物技术研究领域。

背景技术

近几年，二氧化硅材料由于其独特的生物相容性能得到了广泛的研究，通过溶胶-凝胶技术合成的二氧化硅印迹材料可应用于具有生物活性的化合物的检测。二氧化硅材料的孔隙度可以大大提高扩散渗透到聚合物基质中的分析物，对分子印迹传感器至关重要。同时，纳米粒子，尤其是金纳米粒子因为它们独特的化学和物理特性，如电子，光学和热学性质，显示了其在生物和化学领域的应用潜力，大比表面积使得金纳米粒子成为新型纳米分子印迹的基体材料。然而，制备的金纳米粒子稳定性差(在溶液中易聚集或在恶劣条件下形状/尺寸发生变化)限制了它们在光学、感测和催化等多领域的实际应用。因此，金纳米粒子表面上的配体交换或附加涂层对于保持结构并改善所需官能度的性质是必要的。用二氧化硅壳涂层更具优势，二氧化硅涂层不仅提供高稳定性、化学惰性和生物相容性，而且还能通过化学修饰二氧化硅壳的表面而进行后续的官能化。最近，具有可调节孔洞和高表面积的多孔二氧化硅壳已经涂覆在GNR的表面上用于某些重要的化学和生物应用，例如催化反应和药物缓释。

选用二氧化硅和金纳米粒子的复合材料作为基底，将模版分子半胱胺酸通过Au-S键作用固定到基底上，并在其表面修饰二氧化硅壳，煅烧去除模版分子，得到壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料，该分子印迹复合材料可用于半胱胺酸对映体的电化学手性识别。

发明内容

本发明涉及一种壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1.制备壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料，其特征在于：步骤如下：

a、制备二氧化硅纳米球：配制包含61.75mL乙醇，24.75mL去离子水和8～10mL氨水的混合溶液中，加入3～5mL硅酸四乙酯，磁力搅拌，反应2h后，离心、洗涤、冷冻干燥得到二氧化硅纳米球；

b、制备氨基改性二氧化硅纳米球：将步骤a中制得的二氧化硅纳米球超声分散在40mL乙醇中，加入150～300μL 3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌12h，80℃加热至回流，回流时间为0.5～2h，待回流结束后，冷却至室温，离心洗涤，干燥，备用；

c、制备金胶：配制50mL的质量分数为0～0.02％的HAuCl₄溶液，加热至沸腾，然后加入1.75mL质量分数为0.5～2％的柠檬酸三钠溶液，持续加热20min后，冷却至室温，4℃存储备用；

d、制备壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料：；将步骤b所得的氨基改性二氧化硅纳米球超声分散在25mL金胶中，4℃静置24h，离心、洗涤，得到二氧化硅/金纳米粒子复合材料；将上述二氧化硅/金纳米粒子复合材料超声分散在1mL去离子水中，然后滴加到1～3mM的L-半胱氨酸溶液中，搅拌12h，离心、冷冻干燥，得到二氧化硅/金纳米粒子/L-半胱胺酸复合材料；取80mg上述二氧化硅/金纳米粒子/L-半胱胺酸复合材料，加入到包含有95mL去离子水，43mL乙醇和1～3mL氨水的混合溶液中，超声处理，将1～3mL的TEOS溶于6mL的乙醇后缓慢滴加到上述混合溶液中，搅拌18h，离心、洗涤、冷冻干燥，400℃～600℃下于马弗炉中煅烧1～3h，得到壳核分子印迹二氧化硅/金纳米粒子复合材料。

进一步，步骤a中硅酸四乙酯和氨水的量分别为4.5mL和9.0mL。

进一步，步骤b中3-氨丙基三乙氧基硅烷的量为200μL，回流时间为1h。