基于三维金纳米结构的检测毒品类似物用传感器的制备方法与流程

本发明涉及一种基于三维金纳米结构的检测毒品类似物用传感器及其制备方法。

背景技术：

近几年，毒品交易猖獗，滥用毒品已成为当今世界日益严峻的问题,对人们的健康和财产造成巨大危害。毒品检测对于打击毒品犯罪、抑制毒品的流行具有非常重要的意义。因此，开发一种便捷且灵敏的检测方法对排查毒品提供了帮助。

3-苯基丙胺(3-ppa)作为甲基苯丙胺(冰毒)的衍生物，在氨基位置上有所不同，具有相似的成瘾和致幻作用。先前有报道称通过气相色谱，高效液相色谱或液相色谱检测到3-ppa。上述方法均基于色谱方法，但是这些方法需要昂贵的仪器设备，体积大，检测方法繁琐，灵敏度不高。而各种电化学生物传感器由于其突出的优点而受到广泛研究，包括操作简单，响应时间短，成本低和便携性好。到目前为止，还没有使用电化学方法来检测3-ppa。因此，有必要制造3-ppa电化学传感器。

金纳米颗粒(aunps)是一种重要的贵金属纳米材料，拥有高电子密度、高介电特性和大比表面积等优异的纳米材料的特点，因而具有放大信号的作用。利用金纳米颗粒构建三维金纳米结构，不仅具有优秀的纳米材料的特性，还具有三维空间结构，使检测更灵敏。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种基于三维金纳米结构的检测毒品类似物用传感器。

本发明的目的之二在于提供该传感器的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下机理：通过柠檬酸三钠还原氯金酸合成未经修饰的金纳米颗粒(aunps)。因为葫芦脲[7]分子(以下简称cb[7])所含有的羰基氧可以通过螯合作用与金纳米颗粒结合，引起aunps分散性的降低并直接致使金纳米颗粒之间自组装形成网状三维结构。将构建完毕的三维金纳米体系组装到未经修饰的金电极上，制得基于三维金纳米体系的3-ppa电化学阻抗传感器，利用金纳米颗粒良好的电子传递能力，极大地提高了反应信号和3-ppa的检测限，在生产应用中有很好的指导意义。

根据上述机理，本发明采用如下技术方案：

一种基于三维金纳米结构的检测毒品类似物用传感器的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将葫芦脲[7]与未经修饰的金纳米颗粒按1:2～1:5的质量比溶于水中，搅拌混合均匀后静置，至溶液颜色从红色变为蓝色，离心分离，去上清，沉淀干燥，即得到三维金纳米颗粒；

b.将步骤a所得三维金纳米颗粒配成1μg/ml～5μg/ml的溶液，滴涂并孵育在未经修饰的金电极上，孵育时间为10～12h，最后用超纯水冲洗电极表面除去非特异性吸附，得到基于三维金纳米结构的检测毒品类似物用传感器。

上述的未经修饰的金纳米颗粒的制备方法为：避光下，将浓度为20～25mm氯金酸溶液加热至沸，搅拌3～5min，之后迅速加入浓度为30～40mm的柠檬酸三钠溶液，搅拌15～20min后停止加热，溶液的颜色由淡黄色变为深褐色最后变为酒红色，离心分离，去上清，沉淀干燥，即得到未经修饰的金纳米颗粒。所述的氯金酸溶液与柠檬酸三钠溶液的体积比为：1:2～1:4。

本发明第一次将基于三维结构金纳米颗粒体系构建的电化学阻抗传感器应用于检测3-ppa上。基于超分子葫芦脲[7]主客识别3-ppa的原理，并应用三维金纳米结构体系来放大电信号。通过葫芦脲[7]介导聚集金纳米颗粒形成三维金纳米结构这一原理，简单而巧妙地合成了该阻抗传感器。金纳米颗粒具有高电子密度、高介电特性和大比表面积等优异特点，因而具有放大信号的作用。利用金纳米颗粒构建三维金纳米结构，不仅具有优秀的纳米材料的特性，还具有三维空间结构，使检测更灵敏。并且，通常的三维金纳米结构需要对金纳米进行表面修饰，步骤相对繁琐。而葫芦脲介导的三维金纳米结构的构建所需的金纳米不需要修饰，并且只需要一步混合金纳米颗粒和葫芦脲[7]就完成三维体系的构建，步骤相对简单。结果表明，构建的三维金纳米体系能够有效地检测3-ppa，在3-ppa浓度为10pm-100μm范围内有良好的线性关系。

本发明构建了一种用于3-ppa检测的新型阻抗传感器，将三维金纳米颗粒应用于电化学界面检测中，取得了满意的结果。这一检测方法能够直观的观察阻抗的数值来检测3-ppa的浓度，同时还可以有效的在复杂的实际样品检测中起到检测3-ppa的作用。我们构建的3-ppa传感器为毒品类似物的检测提供了便捷的方法，同样的原理还可推广到其它物质的检测，应用前景广泛。

附图说明

图1为本发明的构建的三维金纳米体系修饰电极在不同浓度的3-ppa溶液中的阻抗图。

图2为葫芦脲[7]介导构建的三维金纳米颗粒的电子显微镜图(sem)。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例中的葫芦脲[7]构建的三维金纳米颗粒和3-ppa阻抗传感器测定方法步骤如下：

(1)未经修饰的金纳米颗粒的制备方法为：将体积为250ml的圆底烧瓶装上磁力加热搅拌器中，加入96ml的超纯水搅拌并加热至煮沸，随后加入1ml浓度为25mm氯金酸(haucl4)避光搅拌5min。之后迅速加入3.5ml浓度为34mm的柠檬酸三钠，剧烈搅拌20min后停止加热，整个过程可观察到溶液的颜色由淡黄色变为深褐色最后变为酒红色，搅拌停止后把制备好的aunps转移至棕色瓶中储存于4℃备用。

(2)三维金纳米颗粒体系构建的方法：取1mm的cb[7]溶液，和上述配制的未经修饰的金纳米颗粒以体积比1：9比例混合，能够立刻观察到颜色变化。静置一段时候，得自组装的三维结构金纳米颗粒。也可以通过表面未经修饰的金电极，将三维金纳米颗粒体系构建在电极表面，方便后续的电化学检测。

电化学传感器检测3-ppa：将构建的三维金纳米体系组装到未经修饰的金电极上，则制得由三维金纳米构成的3-ppa传感器。通过对10pm-100μm浓度范围内的3-ppa进行eis扫描检测，证明可以在电化学条件下对3-ppa进行检测。

电解液条件：使用浓度为5mm的铁氰化钾溶液作为实验检测的电解液。

3-ppa的浓度范围：10pm-100μm。

参见附图，图1为本发明的构建的三维金纳米体系修饰电极在不同浓度的3-ppa溶液中的阻抗图。图2为葫芦脲[7]介导构建的三维金纳米颗粒的电子显微镜图(sem)。由图可见，随着3-ppa浓度的增大，阻抗值也随之增大，通过阻抗的数值大小可以判断待测体系中3-ppa的浓度大小。通过扫描电子显微镜能够观察到通过葫芦脲[7]的存在使分散的金纳米颗粒聚集，并且构建起三维的金纳米体系。

本发明通过葫芦脲[7]构建三维金纳米体系检测3-ppa，与其他方法相比，制备方法简便，不需要复杂器材，成本低廉，效果稳定。这一检测方法拓展了三维金纳米的应用，将会使构建三维的金纳米颗粒体系在未来的生产、生活以及科研中得到更为广泛的应用。同时，构建的3-ppa传感器在检测中有很低的检测限和较广的检测范围。我们构建的3-ppa传感器为毒品类似物的检测开拓了新的思路和方法。