复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器及制备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核磁共振传感领域，尤其是涉及一种基于Au-Fe3O4复合纳米粒子的三 聚氰胺双模式传感器及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 传感器是一种装置，能接受规定的被测量并按照一定规律将其转化为有用信号的 器件或装置。传感器可以分为三类，即物理传感器、化学传感器及生物传感器。物理传感器 是检测物理量的传感器，它是利用某些物理效应，把被测量的物理量转化成为便于处理的 能量形式的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有 光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器 等。化学传感器用化学或物理响应测定化学物质，对比于人的感觉器官，化学传感器大体对 应于人的嗅觉和味觉器官。但并不是单纯的人器官的模拟，还能感受人的器官不能感受的 某些物质，如H2、C0。生物传感器通常应用某种生物敏感基元来检测化学物质，将其浓度转 换为电信号进行检测的仪器。生物传感器的优点是对生物物质具有分子结构的选择功能。 所有这些装置必需与某种传感装置相联接，这样才可能检测到所发生的响应。组成部件主 要包括：分析质、识别单元、传导器、测量装置。
[0003] 国内外检验三聚氰胺的方法主要有高效液相色谱法，液相色谱-质谱/质谱法，气 相色谱_质谱法，气相色谱-质谱/质谱法，免疫反应等方法，这些方法具有检测极限低，测 量结果准确等优点，但缺点也相当突出，如仪器昂贵，不易普及，试剂不易保存等，特别是样 品的前处理十分复杂，需要专业人员操作，耗时较长，检测费用高昂。
[0004] 紫外可见分光光度仪作为一种最常见的光谱分析仪，利用经典的Au纳米粒子的 紫外可见光谱吸收特征，加入分析物后由于改变了原来Au纳米粒子的原始状态，导致吸收 光谱发生变化，通过检测这些微小的变化检测待检测析物。另外Au纳米粒子紫外可见分 光光度法可以通过颜色的变化很直观的来检测，这就大大提高了检测的方便。
[0005] 核磁共振（NuclearMagneticResonance,NMR)是原子核的磁矩在恒定磁场和高 频磁场同时作用，且满足一定条件时所发生的共振吸收现象，是一种利用原子核在磁场中 的能量变化来获得关于核信息的技术。最早观察到核磁共振（NMR)信号的是美国的两个 实验室，他们在同一时期内用不同的方法观察到了NMR现象：一个是斯坦福大学的Bloch F.领导的研宄小组，另一个则是哈佛大学的PurcellE.M.领导的研宄小组。NMR技术最 初主要用于核物理研宄方面，用它测量各种原子核的磁矩等，后来在化学分子的结构测量 方面获得巨大进展，Bloch和Purcell两人因此获得了 1952年的诺贝尔物理学奖。其中， Purcell观察到的是凝固态物质的NMR信号，Bloch观察到的是水的NMR信号。NMR技术主 要应用在以下三大领域：（1)在化学上决定分子的化学结构式及分子间的相互作用；（2)在 生物化学上决定蛋白质分子的3D结构并且阐释其结构序列与功能的关联性；(3)在医学 上利用质子产生具有解剖功能的身体内部器官和组织的影像，即核磁共振成像学（MRI)的 临床诊断功能，目前大多数存在的造影剂分为T1造影剂（例如：Gd类、Mn类）和T2造影剂 (例如：Fe类），这些具有磁性核的造影剂通过改变局部或整体1\、T2弛豫时间来达到提高 信号差异，从而实现造影增强功能。对这些造影剂修饰通过修饰靶向因子，或特定的识别单 元，产生核磁共振传感器（MRSensor)。
[0006] 核磁共振传感器主要依靠表面功能化的造影剂本身在不同状态（分散态和聚合 态）下的磁学性质改变，引起周围水分子或质子的弛豫时间发生改变，从而达到检测的目 的。比如：重金属粒子检测（取2+、卩132+、2112+)、病毒检测、小分子检测、细菌检测等。他1^ 〇 Lee、RalphWeissleder、LeeJosephson等人在核磁共振传感器方面做了大量的工作，基于 磁性纳米粒子系快速无损检测大分子，小分子，分子之间的相互作用等，通过数据放大直观 检测磁信号的变化。核磁共振传感器作为一种新的、方便、简单的检测方法、其在不同模式 下的检测原理、如何更加广泛的应用还需进一步的探索和研宄。
[0007] 三聚氰胺走进公众的视野是由于2008年中国奶粉污染事件，事件起因是很多食 用三鹿集团生产的婴幼儿奶粉的婴儿被发现患有肾结石，随后在其奶粉中发现化工原料三 聚氰胺（具有高含量氮66% )。在奶粉生产过程中加入化工原料三聚氰胺，同时掺入了混 在三聚氰胺当中的三聚氰酸。由于人体无法转化这两种物质，最终三聚氰胺和三聚氰酸被 血液运送到肾脏，两种物质相遇，通过氢键的相互作用，以网格结构重新形成不溶于水的大 分子复合物，并沉积下来，形成结石，结果造成肾小管的物理阻塞，导致尿液无法顺利排除， 使肾脏积水，最终导致肾脏衰竭。
[0008] 基于Au-Fe3O4复合纳米材料，修饰特异性识别的受体单元，通过氢键与三聚氰胺 结合，促使复合纳米材料发生状态的改变，通过此外可见光谱检测其光谱信号的变化，利用 磁共振成像仪记录其磁学性质的信号变化。此复合材料融合了紫外可见光谱检测和磁共振 成像检测的优点，有很广阔的应用前景，不仅丰富了三聚氰胺的检测方法，也扩大的复合纳 米材料的应用范围。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于Au-Fe3O4 复合纳米粒子检测三聚氰胺的双模式传感器的制备和应用。
[0010] 即，本发明共有三个目的：
[0011] 1、本发明旨在提供一种检测三聚氰胺的双模式传感器。
[0012] 2、本发明还提供了上述双模式传感器的制备方法。
[0013] 3、本发明将上述双模式传感器应用于三聚氰胺的检测。
[0014] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0015] 一种基于Au-Fe3O4复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器的制备方法，包括以下 步骤：
【主权项】
1. 一种基于Au-Fe 304复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤：
(1) 制备特异性受体单元 (2) 制备Au-Fe3O4复合纳米粒子； (3) 制备修饰有特异性受体单元的Au-Fe3O4复合纳米粒子： NOBFd^ DMF溶液加入到Au-Fe 304复合纳米粒子的正己烷溶液中，振荡摇晃，纳米粒子 进入到DMF溶液中，去除油层用体积比1:1的正己烷和甲苯溶液离心，得到的纳米粒子分散 到DMF中，再加入步骤（D制备的特异性受体单元，振荡反应24-48小时，得到通过配位作 用修饰受体单元的Au-Fe 3O4纳米粒子的DMF溶液，透析。
2. 根据权利要求1所述的一种基于Au-Fe 304复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器 的制备方法，其特征在于，步骤（1)制备特异性受体单元包括以下步骤： (1. 1)将异硫氰酰甲酸乙酯溶于丙酮中； (1. 2)将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，得到的混合溶液加热，保持0. 5h， 收集沉淀，过滤，用丙酮洗涤，得到
(1.4)取< 加入到HCl中，在氩气氛围下加热回流，在反应过程中用醋酸铅 ) 试纸检测H2S,反应完成后，过滤洗涤，干燥得到白色固体特异性受体单元
3. 根据权利要求2所述的一种基于Au-Fe 304复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感 器的制备方法，其特征在于，所述的异硫氰酰甲酸乙酯和2-氨基-2-噻唑林的摩尔比为 (1. 2-1. 5) : 1〇
4. 根据权利要求1所述的一种基于Au-Fe 304复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器 的制备方法，其特征在于，步骤（3)中，所述的NOBFd^ DMF溶液为饱和溶液；所述振荡摇晃 的时间为3-5分钟；特异性受体单元和Au-Fe3O4的加入配比为10-20mg:50-100mg。
5. -种采用权利要求1所述的制备方法制得的基于Au-Fe 304复合纳米粒子的三聚氰 胺双模式传感器。
6. -种如权利要求5所述的基于Au-Fe 304复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器的 应用，其特征在于，通过紫外吸收光谱法和核磁共振法两种方法共同检测三聚氰胺。
【专利摘要】本发明涉及一种基于Au-Fe3O4复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器及制备，属于核磁共振传感领域；首先通过NOBF4剥离掉Au-Fe3O4复合纳米粒子表面的油胺油酸；特异性受体单元通过Au-S键的强配位作用修饰到NOBF4剥离的复合纳米粒子表面，得到可以用于制备三聚氰胺双模式传感器的目标复合纳米粒子。与现有技术相比，本发明的双模式传感器，在三聚氰胺存在情况下，诱导分散态的纳米粒子发生聚集，导致纳米粒子周围的水质子的横向弛豫时间和纳米粒子的紫外吸收光谱发生变化。本发明采用紫外吸收光谱法和核磁共振法两种方法共同检测三聚氰胺，具有应用范围广，选择性高，抗干扰能力强。为不同实际情况下实现快速应用提供了方法。
【IPC分类】G01N27-72, G01N21-33
【公开号】CN104764706
【申请号】CN201510155441
【发明人】杨仕平, 沈金超, 杨红, 周治国, 张钖, 杨艳
【申请人】上海师范大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月3日