[发明专利]一种基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片及其制备方法与应用。本发明基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片包括依次层叠的氧化石墨烯纳米片层、第一正夹电层、金纳米粒子和羧基化量子点的复合层、第二正夹电层和羧基化量子点层。本发明复合纳米片可以同时作为拥有比色信号和荧光信号的纳米探针，巨大的接触面积赋予免疫层析系统对目标病原体优秀的结合能力，同时材料表面大量量子点形成的外壳可以大大增强材料的荧光强度，从而达到提高检测灵敏度的目的，材料表面的羧基提供了大量抗体修饰的位点，可通过修饰不同的抗体实现免疫层析的多重检测模式和多通道同时快速检测，在病原微生物现场检测方面具有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及新型纳米材料的制备及快速检测领域，具体涉及一种基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片及其制备方法与在快速检测中的应用。

背景技术

免疫层析是目前最成熟的一种现场快速检测工具。近年来，通过将量子点与其他其他微球（例如聚合物，胶乳，磁珠，二氧化硅）相结合制备出的亚微米尺寸的量子点微球作为一种解决量子点易于团聚的策略，已被广泛用于免疫层析系统。但是，这些量子点微球基本上都是3D球状结构，当免疫层析系统中出现细菌、真菌等大尺寸微生物时就会存在灵敏度低，稳定性差的缺陷，从而影响免疫层析的应用。而将荧光量子点与二维纳米材料基底结合，可以改善量子点微球体积较大，柔性较差等问题，非常适用于免疫层析中大尺寸微生物的检测。

氧化石墨烯（GO）是一种典型的二维碳膜结构，由于其丰富的表面官能团(即羧基、羟基、环氧基等)，在水中具有优异的分散性和良好的相容性，可以作为有效的载体与其他纳米材料相结合，形成性能改善的复合结构。以往的研究报道，氧化石墨烯材料由于具有光致发光猝灭能力、良好的电导率和巨大的表面积等突出的电子特性，非常适合构建生物传感器。据我们所知，一种基于二维氧化石墨烯的，具有比色和荧光双模式的，可用于生物传感器的纳米探针还没有被报道。

发明内容

为了克服现有的三维球状量子点复合纳米材料在免疫层析中灵敏度低的问题，本发明提供一种基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片及其制备方法与应用，该比色荧光双模式复合纳米片单分散性好，同时具有胶体金比色信号和量子点荧光信号的新型比色/荧光纳米片。这种新型氧化石墨烯比色/荧光双模式复合纳米片是基于聚乙烯亚胺（PEI）自组装的方法制备的，制备的材料比色性能好、荧光性能优越，可作为新型比色/荧光信号标签应用在免疫层析系统中。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片，它包括依次层叠的氧化石墨烯纳米片层、第一正夹电层、金纳米粒子和羧基化量子点的复合层、第二正夹电层和羧基化量子点层。

上述的基于氧化石墨烯的比色荧光双模式复合纳米片中，所述氧化石墨烯比色荧光双模式复合纳米片的片径为50～500nm，厚度为23～80nm；

所述氧化石墨烯纳米片的片径为50～500nm，厚度为0.8～1.2nm；

所述第一正夹电层和所述第二正夹电层的厚度均可为1～10nm；

所述金纳米粒子的粒径可为10～30nm；

所述金纳米粒子和羧基化量子点的复合层和所述羧基化量子点层中的羧基化量子点的粒径为10～12nm；

所述羧基化量子点为CdSe/ZnS-COOH颗粒。

相应地，所述金纳米粒子和羧基化量子点的复合层的厚度为10～30nm；

所述羧基化量子点层的厚度为8～12nm。

作为实例，所述氧化石墨烯比色荧光双模式复合纳米片的片径为300～500nm，厚度为27～31nm；

所述氧化石墨烯纳米片的片径为300～500nm，厚度为0.8～1.2nm；

所述第一正夹电层和所述第二正夹电层的厚度为1nm；

所述金纳米粒子的粒径为16nm；