[发明专利]一种功能性纳米复合颗粒及其制备方法以及在病毒检测中的应用

说明书

本发明公开了一种功能性纳米复合颗粒，包括氧化石墨烯基材、分散在所述氧化石墨烯层间以及表面的纳米复合颗粒；所述纳米复合颗粒包括纳米四氧化三铁微球、包覆在所述纳米四氧化三铁微球外层的钇掺杂纳米氧化硅壳层。本发明还公开了该功能性纳米复合颗粒的制备方法。本发明制得的功能化纳米颗粒分散性好，化学稳定性佳，可应用于病毒检测中。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种功能性纳米复合颗粒及其制备方法以及在病毒检测中的应用。

背景技术

感染性疾病严重影响了人类健康的发展和进程。感染性疾病的检测、预防和治疗是医学领域的难题。虽然对病毒的检测能够有效阻断感染性疾病的传播，但仍然缺少高效而快速的方法。此外，目前对病毒感染性疾病的控制以疫苗预防为主，但对已建立的病毒感染还没有有效的治疗策略。无机纳米材料因为其独特的光、热、电特性，在病毒的检测等研究领域获得了广泛的关注。

纳米材料在生物医学领域被广泛应用的一个显著性特点在于其易于修饰，能够作为一个组装成多功能材料的平台。纳米颗粒稳定存在后，可以很容易的采用不同的分子进行功能化修饰以提供更多的应用。专利CN201110080438.1公开了镥氟化物为主要成分的纳米颗粒用于生物检测，该发明采用稀土元素掺杂的镥氟化物纳米颗粒，其具有良好的转换发光性能，能够很好的实现细胞标记，检测灵敏度高。专利CN202010990209.2公开了一种功能化磁性微球的制备方法、磁性微球及应用，该发明首先制备磁性种球，并对所述磁性种球进行表面亲水修饰，得到亲水性磁性颗粒；以及对所述亲水性磁性颗粒进行表面功能化修饰，制得功能化磁性微球；其中，所述表面功能化修饰包括进行硅羟基修饰和磺酸基化修饰，上述磁性种球可用于病毒检测中。由上述现有技术可知，目前用于病毒检测的纳米材料多为三维的纳米球，采用二维片层与三维材料的多维纳米材料来应用于病毒检测的研究却很少见。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种功能性纳米复合颗粒及其制备方法。本发明首先制备分散性好的纳米四氧化三铁微球，然后在其表面包覆钇掺杂的纳米氧化硅壳层制得纳米复合颗粒，最后将其和还原性氧化石墨烯分散液混合，超声处理，纳米复合颗粒均匀分散在氧化石墨烯的片层间以及表面，从而形成多维的纳米材料，其比表面积大，分散性，更易于功能化修饰，用于病毒检测时，灵敏度高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种功能性纳米复合颗粒，包括氧化石墨烯基材、分散在所述氧化石墨烯层间以及表面的纳米复合颗粒；所述纳米复合颗粒包括纳米四氧化三铁微球、包覆在所述纳米四氧化三铁微球外层的钇掺杂纳米氧化硅壳层。

本发明还公开了一种功能性纳米复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铁源加入到去离子水中制得铁盐溶液，第一次升温后缓慢滴加氨水溶液，滴加结束后，剧烈搅拌反应一段时间，之后进行第二次升温，陈化处理，最后冷却至室温，离心处理，沉淀依次采用去离子水和无水乙醇洗涤至中性，干燥后分散在无水乙醇中，制得纳米四氧化三铁微球分散液；

(2)将正硅酸乙酯和无水乙醇混合制得正硅酸乙酯溶液，然后将其和纳米四氧化三铁微球分散液混合超声处理，之后滴加氨水溶液，进行第一次搅拌反应，最后滴加硝酸钇溶液，进行第二次搅拌反应，反应结束后将反应液离心处理，离心得到的沉淀洗涤至中性后，干燥，最后焙烧处理，得到纳米复合颗粒；

(3)将上述制得的纳米复合颗粒分散在去离子水中，然后加入还原氧化石墨烯的乙醇分散液，室温、300-500W功率下超声处理1-3h，之后过滤，将沉淀干燥，制得功能性纳米复合颗粒。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述铁源为六水氯化铁和七水硫酸亚铁的混合物，二者摩尔比为2:1，所述铁盐溶液中三价铁离子的浓度为1-2mol/L；所述氨水溶液的浓度为20wt％，所述氨水溶液的滴加速度为1.15-1.35ml/min，所述六水氯化铁、氨水溶液的用料比为0.005mol：(2-3)ml。