[发明专利]一种中空氧化锆@量子点复合球及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种中空氧化锆@量子点复合球，包括中空氧化锆纳米球和负载在中空氧化锆纳米球表面的量子点。中空氧化锆球较好的碱性耐受性，更适宜量子点的负载，同时可以在合成量子点复合球时保持中空结构，使得中空氧化锆球比同尺寸的实心球载体更轻质。本发明提供的复合球在免疫层析技术应用中，不仅保留了量子点优异的荧光性能，还由于负载在中空氧化锆上，复合颗粒更便于离心分离，优化并简化了后处理的步骤；且中空氧化锆球比同尺寸的实心球载体更轻质，有利于免疫层析技术的灵敏显色，具有更优良的检测灵敏度和准确性，以及更低的检出限。

技术领域

本发明涉及无机纳米复合材料领域。更具体地，涉及一种中空氧化锆@量子点复合球及其制备方法和应用。

背景技术

免疫层析技术(Immunochromatographic Assay，ICA)是结合免疫技术和色谱层析技术的一种分析方法，具有特异性强、操作简单、快速等优点，已经广泛应用于临床诊断、环境监测、食品安全等领域。传统的免疫层析技术以胶体金为标记物，通过条带显色对目标物定性检测或半定量分析。这种方法虽然简单快速，但总体灵敏度较差，难以实现准确定量。近些年，荧光免疫层析技术得到了快速发展，这种技术既保留了传统胶体金试纸条现场快速检测的优点，又兼具荧光检测技术高灵敏度的特点，为提高免疫层析方法的检测性能提供了一种新思路。

量子点荧光材料由于具有激发光谱宽且连续分布、发射光谱窄而对称、发光颜色可调、光化学稳定性高、荧光寿命长等优越的荧光特性，受到了研究人员的广泛关注，有望应用于太阳能电池、显示技术、生物和医药领域，是荧光免疫技术中适宜的荧光标记物。但量子点在免疫层析技术的实际应用中还存在一些问题。最主要的问题是量子点与抗体的偶联。免疫层析技术的核心是基于抗体对抗原的检测，所以量子点与抗体的偶联直接影响免疫层析技术的应用效果。量子点与抗体偶联后，需要多次分离洗涤。由于量子点尺寸较小，抗体也大多为分子量较低的蛋白，这给分离洗涤带来了很大的困难。即便成功分离，量子点也容易团聚，不易复溶，很难在免疫层析技术中应用。

近年来，研究人员研制出一些新型量子点复合材料用于免疫层析技术，例如中国专利201510116609.X，一种二氧化硅@量子点复合纳米颗粒的制备方法，以二氧化硅球为载体，将量子点包覆在二氧化硅球表面，使其易于离心处理。但这种复合材料用于免疫层析技术时仍然存在两个问题。第一个问题是在复合材料的合成过程中，由于量子点的合成大多是在高温碱性环境下，而二氧化硅在高温下对碱性耐受性差；因此，作为载体时需要使用较大尺寸的二氧化硅实心球，并采用相对低的温度，延长反应时间来合成复合球。这样条件下合成的量子点发光亮度受到影响，应用于免疫层析技术时灵敏度较低。第二个问题是由于采用二氧化硅实心球，使得复合球比重较大，影响免疫层析技术的显色。

因此，为了满足免疫层析技术的实际应用要求，需要发展一种对碱性耐受性好，轻质，工艺简单，易于推广应用的量子点复合球的合成方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种中空氧化锆@量子点复合球，包括中空氧化锆纳米球和负载在中空氧化锆纳米球表面的量子点，不仅保留了量子点优异的荧光性能，还由于负载在中空氧化锆纳米球上，复合颗粒更便于离心分离，优化并简化了后处理的步骤。

本发明的第二个目的在于提供上述中空氧化锆@量子点复合球的制备方法，该制备方法简单易行，产量大，效率高，易于形成规模化生产。

本发明第三个目的在于提供上述中空氧化锆@量子点复合球作为免疫层析荧光标记物的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一个方面，提供了一种中空氧化锆@量子点复合球，包括中空氧化锆纳米球和负载在中空氧化锆纳米球表面的量子点；其中，所述中空氧化锆@量子点复合球的粒径为55～310nm，所述中空氧化锆纳米球的粒径为50～300nm。

优选地，所述中空氧化锆@量子点复合球的粒径为105～210nm，所述中空氧化锆纳米球的粒径为100～200nm。