復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器及制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核磁共振傳感領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于Au-Fe3O4復(fù)合納米粒子的三 聚氰胺雙模式傳感器及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳感器是一種裝置，能接受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)化為有用信號的 器件或裝置。傳感器可以分為三類，即物理傳感器、化學(xué)傳感器及生物傳感器。物理傳感器 是檢測物理量的傳感器，它是利用某些物理效應(yīng)，把被測量的物理量轉(zhuǎn)化成為便于處理的 能量形式的信號的裝置。其輸出的信號和輸入的信號有確定的關(guān)系。主要的物理傳感器有 光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器 等?；瘜W(xué)傳感器用化學(xué)或物理響應(yīng)測定化學(xué)物質(zhì)，對比于人的感覺器官，化學(xué)傳感器大體對 應(yīng)于人的嗅覺和味覺器官。但并不是單純的人器官的模擬，還能感受人的器官不能感受的 某些物質(zhì)，如H2、C0。生物傳感器通常應(yīng)用某種生物敏感基元來檢測化學(xué)物質(zhì)，將其濃度轉(zhuǎn) 換為電信號進(jìn)行檢測的儀器。生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對生物物質(zhì)具有分子結(jié)構(gòu)的選擇功能。 所有這些裝置必需與某種傳感裝置相聯(lián)接，這樣才可能檢測到所發(fā)生的響應(yīng)。組成部件主 要包括：分析質(zhì)、識(shí)別單元、傳導(dǎo)器、測量裝置。
[0003] 國內(nèi)外檢驗(yàn)三聚氰胺的方法主要有高效液相色譜法，液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法，氣 相色譜_質(zhì)譜法，氣相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法，免疫反應(yīng)等方法，這些方法具有檢測極限低，測 量結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也相當(dāng)突出，如儀器昂貴，不易普及，試劑不易保存等，特別是樣 品的前處理十分復(fù)雜，需要專業(yè)人員操作，耗時(shí)較長，檢測費(fèi)用高昂。
[0004] 紫外可見分光光度儀作為一種最常見的光譜分析儀，利用經(jīng)典的Au納米粒子的 紫外可見光譜吸收特征，加入分析物后由于改變了原來Au納米粒子的原始狀態(tài)，導(dǎo)致吸收 光譜發(fā)生變化，通過檢測這些微小的變化檢測待檢測析物。另外Au納米粒子紫外可見分 光光度法可以通過顏色的變化很直觀的來檢測，這就大大提高了檢測的方便。
[0005] 核磁共振（NuclearMagneticResonance,NMR)是原子核的磁矩在恒定磁場和高 頻磁場同時(shí)作用，且滿足一定條件時(shí)所發(fā)生的共振吸收現(xiàn)象，是一種利用原子核在磁場中 的能量變化來獲得關(guān)于核信息的技術(shù)。最早觀察到核磁共振（NMR)信號的是美國的兩個(gè) 實(shí)驗(yàn)室，他們在同一時(shí)期內(nèi)用不同的方法觀察到了NMR現(xiàn)象：一個(gè)是斯坦福大學(xué)的Bloch F.領(lǐng)導(dǎo)的研宄小組，另一個(gè)則是哈佛大學(xué)的PurcellE.M.領(lǐng)導(dǎo)的研宄小組。NMR技術(shù)最 初主要用于核物理研宄方面，用它測量各種原子核的磁矩等，后來在化學(xué)分子的結(jié)構(gòu)測量 方面獲得巨大進(jìn)展，Bloch和Purcell兩人因此獲得了 1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。其中， Purcell觀察到的是凝固態(tài)物質(zhì)的NMR信號，Bloch觀察到的是水的NMR信號。NMR技術(shù)主 要應(yīng)用在以下三大領(lǐng)域：（1)在化學(xué)上決定分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式及分子間的相互作用；（2)在 生物化學(xué)上決定蛋白質(zhì)分子的3D結(jié)構(gòu)并且闡釋其結(jié)構(gòu)序列與功能的關(guān)聯(lián)性；(3)在醫(yī)學(xué) 上利用質(zhì)子產(chǎn)生具有解剖功能的身體內(nèi)部器官和組織的影像，即核磁共振成像學(xué)（MRI)的 臨床診斷功能，目前大多數(shù)存在的造影劑分為T1造影劑（例如：Gd類、Mn類）和T2造影劑 (例如：Fe類），這些具有磁性核的造影劑通過改變局部或整體1\、T2弛豫時(shí)間來達(dá)到提高 信號差異，從而實(shí)現(xiàn)造影增強(qiáng)功能。對這些造影劑修飾通過修飾靶向因子，或特定的識(shí)別單 元，產(chǎn)生核磁共振傳感器（MRSensor)。
[0006] 核磁共振傳感器主要依靠表面功能化的造影劑本身在不同狀態(tài)（分散態(tài)和聚合 態(tài)）下的磁學(xué)性質(zhì)改變，引起周圍水分子或質(zhì)子的弛豫時(shí)間發(fā)生改變，從而達(dá)到檢測的目 的。比如：重金屬粒子檢測（取2+、卩132+、2112+)、病毒檢測、小分子檢測、細(xì)菌檢測等。他1^ 〇 Lee、RalphWeissleder、LeeJosephson等人在核磁共振傳感器方面做了大量的工作，基于 磁性納米粒子系快速無損檢測大分子，小分子，分子之間的相互作用等，通過數(shù)據(jù)放大直觀 檢測磁信號的變化。核磁共振傳感器作為一種新的、方便、簡單的檢測方法、其在不同模式 下的檢測原理、如何更加廣泛的應(yīng)用還需進(jìn)一步的探索和研宄。
[0007] 三聚氰胺走進(jìn)公眾的視野是由于2008年中國奶粉污染事件，事件起因是很多食 用三鹿集團(tuán)生產(chǎn)的嬰幼兒奶粉的嬰兒被發(fā)現(xiàn)患有腎結(jié)石，隨后在其奶粉中發(fā)現(xiàn)化工原料三 聚氰胺（具有高含量氮66% )。在奶粉生產(chǎn)過程中加入化工原料三聚氰胺，同時(shí)摻入了混 在三聚氰胺當(dāng)中的三聚氰酸。由于人體無法轉(zhuǎn)化這兩種物質(zhì)，最終三聚氰胺和三聚氰酸被 血液運(yùn)送到腎臟，兩種物質(zhì)相遇，通過氫鍵的相互作用，以網(wǎng)格結(jié)構(gòu)重新形成不溶于水的大 分子復(fù)合物，并沉積下來，形成結(jié)石，結(jié)果造成腎小管的物理阻塞，導(dǎo)致尿液無法順利排除， 使腎臟積水，最終導(dǎo)致腎臟衰竭。
[0008] 基于Au-Fe3O4復(fù)合納米材料，修飾特異性識(shí)別的受體單元，通過氫鍵與三聚氰胺 結(jié)合，促使復(fù)合納米材料發(fā)生狀態(tài)的改變，通過此外可見光譜檢測其光譜信號的變化，利用 磁共振成像儀記錄其磁學(xué)性質(zhì)的信號變化。此復(fù)合材料融合了紫外可見光譜檢測和磁共振 成像檢測的優(yōu)點(diǎn)，有很廣闊的應(yīng)用前景，不僅豐富了三聚氰胺的檢測方法，也擴(kuò)大的復(fù)合納 米材料的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于Au-Fe3O4 復(fù)合納米粒子檢測三聚氰胺的雙模式傳感器的制備和應(yīng)用。
[0010] 即，本發(fā)明共有三個(gè)目的：
[0011] 1、本發(fā)明旨在提供一種檢測三聚氰胺的雙模式傳感器。
[0012] 2、本發(fā)明還提供了上述雙模式傳感器的制備方法。
[0013] 3、本發(fā)明將上述雙模式傳感器應(yīng)用于三聚氰胺的檢測。
[0014] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0015] 一種基于Au-Fe3O4復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器的制備方法，包括以下 步驟：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟：
(1) 制備特異性受體單元 (2) 制備Au-Fe3O4復(fù)合納米粒子； (3) 制備修飾有特異性受體單元的Au-Fe3O4復(fù)合納米粒子： NOBFd^ DMF溶液加入到Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的正己烷溶液中，振蕩搖晃，納米粒子 進(jìn)入到DMF溶液中，去除油層用體積比1:1的正己烷和甲苯溶液離心，得到的納米粒子分散 到DMF中，再加入步驟（D制備的特異性受體單元，振蕩反應(yīng)24-48小時(shí)，得到通過配位作 用修飾受體單元的Au-Fe 3O4納米粒子的DMF溶液，透析。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器 的制備方法，其特征在于，步驟（1)制備特異性受體單元包括以下步驟： (1. 1)將異硫氰酰甲酸乙酯溶于丙酮中； (1. 2)將2-氨基-2-噻唑林溶于CH2Cl2中； (1. 3)把（1. 2)所得溶液滴加到（I. 1)所得溶液中，得到的混合溶液加熱，保持0. 5h， 收集沉淀，過濾，用丙酮洗滌，得到
(1.4)取< 加入到HCl中，在氬氣氛圍下加熱回流，在反應(yīng)過程中用醋酸鉛 ) 試紙檢測H2S,反應(yīng)完成后，過濾洗滌，干燥得到白色固體特異性受體單元
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感 器的制備方法，其特征在于，所述的異硫氰酰甲酸乙酯和2-氨基-2-噻唑林的摩爾比為 (1. 2-1. 5) : 1〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器 的制備方法，其特征在于，步驟（3)中，所述的NOBFd^ DMF溶液為飽和溶液；所述振蕩搖晃 的時(shí)間為3-5分鐘；特異性受體單元和Au-Fe3O4的加入配比為10-20mg:50-100mg。
5. -種采用權(quán)利要求1所述的制備方法制得的基于Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的三聚氰 胺雙模式傳感器。
6. -種如權(quán)利要求5所述的基于Au-Fe 304復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器的 應(yīng)用，其特征在于，通過紫外吸收光譜法和核磁共振法兩種方法共同檢測三聚氰胺。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于Au-Fe3O4復(fù)合納米粒子的三聚氰胺雙模式傳感器及制備，屬于核磁共振傳感領(lǐng)域；首先通過NOBF4剝離掉Au-Fe3O4復(fù)合納米粒子表面的油胺油酸；特異性受體單元通過Au-S鍵的強(qiáng)配位作用修飾到NOBF4剝離的復(fù)合納米粒子表面，得到可以用于制備三聚氰胺雙模式傳感器的目標(biāo)復(fù)合納米粒子。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的雙模式傳感器，在三聚氰胺存在情況下，誘導(dǎo)分散態(tài)的納米粒子發(fā)生聚集，導(dǎo)致納米粒子周圍的水質(zhì)子的橫向弛豫時(shí)間和納米粒子的紫外吸收光譜發(fā)生變化。本發(fā)明采用紫外吸收光譜法和核磁共振法兩種方法共同檢測三聚氰胺，具有應(yīng)用范圍廣，選擇性高，抗干擾能力強(qiáng)。為不同實(shí)際情況下實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)用提供了方法。
【IPC分類】G01N27-72, G01N21-33
【公開號】CN104764706
【申請?zhí)枴緾N201510155441
【發(fā)明人】楊仕平, 沈金超, 楊紅, 周治國, 張钖, 楊艷
【申請人】上海師范大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月3日