一种三合一多功能纳米材料DMSN@PDA@Pt的制备方法及其应用

一种三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt的制备方法及其应用
技术领域
1.本发明属于生物材料制备及食品检测的应用研究领域，尤其涉及一种三合一多功能纳米材料(dmsn@pda@pt)的制备方法及其应用，应用于谷物食品中玉米赤霉烯酮的检测。


背景技术：

2.树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(dmsn)具有大的孔径和大的比表面积，以及由于其独特的介孔结构而具有优异的负载能力，这允许将大量信号产生化学试剂装入介孔结构中，可富集众多标签用于信号放大和超灵敏检测的理想候选物。
3.在碱性条件下，多巴胺(da)可在各种材料的表面迅速成膜，其中含有大量亲水的羟基和含氮官能团，可提高材料表面的亲水性和化学多功能性，通过原位还原氯铂酸中的铂，可实现进一步信号放大，提高检测灵敏度。
4.铂(pt)是常见的金属元素之一，pt纳米粒子具有体积小、催化性能好等优点，但pt纳米粒子因其聚集性而导致稳定性较低的问题仍然存在。目前稳定pt纳米粒子的方法主要是各种生物分子表面修饰和合成配体修饰，但这种方法复杂，不利于在生物分析中的检测和应用。
5.玉米赤霉烯酮，是一种白色晶体形式的弱极性化合物，易溶于有机溶剂，耐热性强，不易分解，会对人和动物造成肝毒性、免疫毒性、遗传毒性、致畸致癌致突变等，危害严重。目前检测方法多为高效液相色谱法，高效液相色谱-质谱联用、免疫分析等方法，但仪器操作要求高，检测程序复杂且有的免疫方法不够灵敏。
6.本发明基于dmsn和pda的优势，首先在dmsn表面包埋一层pda，通过pda表面含氮官能团还原pt，制备三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt，实现双倍信号放大，以玉米赤霉烯酮为例，建立检测方法，实现灵敏检测。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明创造旨在提出一种三合一多功能纳米材料(dmsn@pda@pt)，可用于常见谷物食品中玉米赤霉烯酮的检测。
8.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
9.首先合成树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒，在表面包埋聚多巴胺，还原氯铂酸中的铂，加入抗坏血酸防止聚集，合成三合一多功能纳米材料(dmsn@pda@pt)。通过偶联玉米赤霉烯酮抗体应用于免疫分析方法可实现对玉米赤霉烯酮的灵敏检测。
10.本发明公开了这种三合一多功能纳米材料(dmsn@pda@pt)的制备方法，包括如下步骤：
11.(1)制备树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(dmsn)：
12.称取0.108g三乙醇胺，21.6ml去离子水和14.4ml十六烷基三甲基溴化铵-水溶液，一同加入到100ml圆底烧瓶中，置于60℃水浴中，轻轻缓慢搅拌1h，向其中加入12ml正硅酸
四乙酯-环己烷溶液，继续缓慢反应7h，收集反应物，用乙醇洗涤3次去除残余反应物，在45℃下真空干燥产物。最后，通过在540℃高温煅烧3h以去除模板；
13.(2)dmsn@pda的制备：
14.称取5mg步骤(1)制备的dmsn，均匀分散于2ml水中，配制成2.5mg
·
ml-1
的dmsn，称取多巴胺(da)，加入1ml tris-hcl缓冲液，配制成5mg
·
ml-1
的多巴胺溶液，加入其中，混合搅拌反应10h，用水洗涤三次，分散于2ml水中，以备后续使用；
15.(3)三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt的制备：
16.称取1ml步骤(2)制备的dmsn@pda，在4℃，14000rpm条件下离心5min，弃去上清液，在氮气保护下，沉淀溶于2ml脱氧水中，向其中加入100μl，4mm的h2ptcl4·
xh20溶液，混合搅拌，加热到80℃，逐滴加入2ml的抗坏血酸(aa)，继续搅拌1h，在4℃，13000rpm条件下离心30min，去除上清，沉淀复溶到5ml水中，合成dmsn@pda@pt。
17.进一步，步骤(1)中十六烷基三甲基溴化铵-水溶液的体积比为4：1，正硅酸四乙酯-环己烷溶液的体积比为1：8。
18.进一步，步骤(2)中tris-hcl缓冲液的浓度为50mm，ph为8.5。
19.进一步，步骤(3)中氯铂酸溶液为4mm的h2ptcl4
·
xh20溶液，2ml抗坏血酸浓度为3mm。
20.本发明所合成的dmsn具有孔径大，比表面积大等特点，结合树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒和聚多巴胺的良好性能，实现双倍信号放大，制备三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt，之后偶联抗体应用于免疫分析方法中检测谷物食品中的玉米赤霉烯酮。
21.相对于现有技术，本发明创造所述的dmsn@pda@pt材料的制备方法及应用于食品检测中具有以下优势：
22.本发明合成了孔径大，比表面积大的树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒，通过简单的常温搅拌法在表面包埋聚多巴胺，进一步增大了材料的比表面积且具有良好的生物相容性，最后加入h2ptcl4·
xh20，通过聚多巴胺表面的含氮官能团还原pt，加入3mm抗坏血酸防止聚集，抗坏血酸过多过少均不易使pt纳米粒子稳定，以此合成能够实现双倍信号放大，具有模拟过氧化物酶活性的三合一的多功能纳米材料dmsn@pda@pt。与已有的发明专利相比，首次合成三合一的多功能纳米材料，合成材料方法简单，无繁琐过程。并在聚多巴胺包埋的树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒外加入3mm，2ml抗坏血酸来稳定pt纳米粒子，使材料具有极高的模拟过氧化物酶活性，并首次运用到食品中玉米赤霉烯酮的检测，代替了辣根过氧化物酶，缩短了检测时间且获得的较低的检测限，灵敏度高。
附图说明
23.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明创造实施例所述的三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt材料的制备示意图。
25.图2为本发明创造实施例所述的dmsn@pda@pt材料在不同浓度下的紫外-可见吸收光谱。
26.图3为本发明创造实施例所述的dmsn@pda@pt材料的比色性能图
27.图4为本发明创造实施例所述的dmsn@pda@pt材料应用于玉米赤霉烯酮检测的标准曲线图。
具体实施方式
28.为了使本发明上述特征和优点更加清楚和容易理解，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
29.实施例1
30.(1)树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(dmsn)：
31.称取0.108g三乙醇胺，21.6ml去离子水和14.4ml十六烷基三甲基溴化铵-水溶液(v:v，4:1)，一同加入到100ml圆底烧瓶中，置于60℃水浴中，轻轻缓慢搅拌1h，向其中加入12ml正硅酸四乙酯-环己烷溶液(v:v，1:8)，继续缓慢反应7h，收集反应物，用乙醇洗涤3次去除残余反应物，在45℃下真空干燥产物。最后，通过在540℃高温煅烧3h以去除模板；
32.(2)dmsn@pda的制备：
33.称取5mg步骤(1)制备的dmsn，均匀分散于2ml水中，配制成2.5mg
·
ml-1
的dmsn，称取多巴胺(da)，加入1ml，50mm，ph为8.5的tris-hcl缓冲液，配制成5mg
·
ml-1
的多巴胺溶液，加入其中，混合搅拌反应10h，用水洗涤三次，分散于2ml水中，以备后续使用；
34.(3)三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt的制备：
35.称取1ml步骤(2)制备的dmsn@pda，在4℃，14000rpm条件下离心5min，弃去上清液，在氮气保护下，沉淀溶于2ml脱氧水中，向其中加入100μl，4mm的h2ptcl4·
xh20溶液，混合搅拌，加热到80℃，逐滴加入3mm，2ml的抗坏血酸(aa)，继续搅拌1h，在4℃，13000rpm条件下离心30min，去除上清，沉淀复溶到5ml水中，合成dmsn@pda@pt。
36.实施例2三合一多功能纳米材料dmsn@pda@pt的比色性能
37.通过紫外吸收光谱研究该材料的比色性能，如图2。在96孔酶标板里加入相同浓度的h2o2和tmb，加入不同浓度的dmsn@pda@pt材料(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7μg
·
ml-1
)，37℃恒温培养箱孵育10min后，用酶标仪测定dmsn@pda@pt材料652nm处的吸光值。绘制出不同浓度材料的与吸光度值的曲线，如图3。随着材料浓度的增加，吸光度值不断上升，具有明显的线性关系，r2达到0.999，证明dmsn@pda@pt材料合成且有良好的比色性能，可用于后续实验。
38.实施例3玉米赤霉烯酮的检测
39.将该材料应用于玉米赤霉烯酮的检测，标曲如图4所示。将玉米赤霉烯酮包被抗原以0.01μg
·
孔-1
的量包被在96孔酶标板中，37℃恒温培养箱孵育3h，加入bsa封闭1h，dmsn@pda@pt材料偶联玉米赤霉烯酮抗体作为免疫探针，在酶标板里加入100μl pbs溶液作为空白组，加入50μl pbs溶液和50μl免疫探针作为效价组，加入不同梯度的50μl的玉米赤霉烯酮标准品和50μl的免疫探针作为抑制组，孵育1h后，使用酶标仪测定652nm的吸光值。按公式一计算抑制率，以抑制率为纵坐标，玉米赤霉烯酮标准品浓度为横坐标，拟合标准曲线，r2为0.998。将抑制率为15％时的浓度为定义为检测限，计算可得检测限为0.006μg
·
l-1
。
40.41.以上所述仅为本发明创造的较好的实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。