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专利号: 2017103073597
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒,其特征在于所述Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒按以下方法制备:先以Fe3O4纳米颗粒为起始物,加入TEOS在Fe3O4表面形成SiO2外壳,再加入APTES以及MPTES对SiO2外壳表面进行功能化,得到表面带-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒;同时用柠檬酸钠还原HAuCl4溶液得到粒径均匀分布的Au纳米颗粒;将Au纳米颗粒加入所述表面带-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒,通过-NH2的静电吸附和Au-S键的作用进一步将Au纳米颗粒致密地组装在Fe3O4/SiO2表面,形成具有核壳结构的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒,再加入TEOS和APTES,最终得到所述的Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒。

2.如权利要求1所述的Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒,其特征在于所述制备方法包括以下步骤:

(1)表面带-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒的制备:将Fe3O4纳米颗粒用含乙醇、氨水的水溶液A分散,所述含乙醇、氨水的水溶液A中乙醇、氨水与水体积比例为45~55:1:10,所述Fe3O4纳米颗粒在所述含乙醇、氨水的水溶液A中质量浓度为0.02%-0.04%,在pH=9~11的条件下超声5-10min,加入TEOS,在超声下反应6~8h,反应结束后磁分离收集颗粒,先后用无水乙醇、水洗涤,用含乙醇、氨水的水溶液A分散,超声5-10min,再加入APTES与MPTES,在超声作用下反应16-18h,反应结束后磁分离收集颗粒,得到表面带-NH2和-SH的Fe3O4纳米颗粒,再依次用无水乙醇、水洗涤,最后分散在水中待用;所述TEOS的体积用量以Fe3O4纳米颗粒的质量计为1.5~2.5mL/g;所述TEOS与APTES、MPTES体积比为1.5~2.5:1:1;

(2)Au纳米颗粒的制备:将水加热至95~101℃,加入质量分数为3%~6%柠檬酸钠溶液,15~25s后加入10mg/mL~12mg/mL氯金酸水溶液,保持100℃至反应结束后停止加热,搅拌下自然冷却,冷却至室温后离心分离,收集下层颗粒,分散至水中待用;所述柠檬酸钠溶液与水、氯金酸水溶液的体积比为1:500:10~12;

(3)Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒的制备:取步骤(1)所得颗粒溶液与步骤(2)颗粒溶液,步骤(1)所得颗粒溶液中表面带-NH2和-SH的Fe3O4纳米颗粒与步骤(2)中Au纳米颗粒的质量比为1:5~6,混合后反应6~8h,然后磁分离后弃去上清液,用水洗涤,重复上述反应再分离洗涤过程,最后分散于水中,得到Fe3O4纳米颗粒表面完全包覆Au纳米颗粒的金磁纳米颗粒,即Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒;再用水洗涤后磁分离收集,用含乙醇、氨水的水溶液B分散,所述含乙醇、氨水的水溶液B中水、氨水与乙醇的体积比例为10:1:60~80,所述Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒在含乙醇、氨水的水溶液B中质量浓度为0.029%-0.035%,超声震荡5-10min,缓慢加入TEOS,在超声环境下反应6~8h,反应结束后磁分离收集颗粒,即Fe3O4/SiO2/Au/SiO2金磁纳米颗粒,用水洗涤,再用所述含乙醇、氨水的水溶液B分散,所述Fe3O4/SiO2/Au/SiO2金磁纳米颗粒在含乙醇、氨水的水溶液B中质量浓度为0.029%-

0.038%,超声振荡5-10min,再加入APTES,在超声振荡作用下反应16~18h,反应结束后用水洗涤,得到所述Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒;所述TEOS的体积用量以Fe3O4/SiO2/Au纳米颗粒的质量计为2.1~2.4mL/g;所述APTES与TEOS体积比为3:1.5~2.5。

3.如权利要求2所述的Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒的制备方法,其特征在于:

步骤(3)中所述步骤(1)所得颗粒与步骤(2)颗粒混合采用搅拌方式实现。

4.如权利要求1所述的Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒结合表面增强拉曼光谱快速检测河豚毒素的应用。

5.如权利要求4所述的Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒结合表面增强拉曼光谱快速检测河豚毒素方法为:

(a)拉曼光谱基底制备

将Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒与NHS-PEG-NHS在pH=7.4磷酸盐缓冲液中反应,再与河豚毒素抗体反应得到金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体;所述NHS-PEG-NHS的体积用量以Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒的质量计为1mL/mg~1.5mL/mg;所述河豚毒素抗体的体积用量以Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒的质量计为0.1mL/mg~0.2mL/mg;

将罗丹明B拉曼染料与河豚毒素抗体在pH=8.3的NaHCO3缓冲液反应得到RhB修饰后的河豚毒素抗体;所述罗丹明B拉曼染料的用量以河豚毒素抗体的体积用量计为0.50mg/mL~

0.55mg/mL;

(b)建立水中河豚毒素检测的工作曲线

金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体与RhB修饰后的河豚毒素抗体混合后磁分离,所述RhB修饰后的河豚毒素抗体与金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体的体积用量比为1:5~10;

并转移至凹面载玻片上,通过激光拉曼光谱仪直接照射得到罗丹明RhB的拉曼光谱图;

取与上述步骤等量的金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体、RhB修饰后的河豚毒素抗体,与河豚毒素配制成具有梯度的0.01~0.5μg/mL浓度范围的河豚毒素溶液,测量其拉曼光谱图,与罗丹明RhB的拉曼光谱图比较得河豚毒素存在时,RhB有1510cm-1的特征峰,以1510cm-1处的RhB特征峰的峰强对河豚毒素浓度进行双对数作图,获得水中快速检测河豚毒素的工作曲线;

(c)水中河豚毒素样品的检测

将样品与步骤(c)中等量的金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体、RhB修饰后的河豚毒素抗体配置成溶液,测量其拉曼光谱图,如出现1510cm-1处的RhB特征峰,读取其峰强,代入步骤(b)中所得工作曲线可计算出溶液中河豚毒素的浓度,即可计算出样品中河豚毒素的浓度;如未出现1510cm-1处的RhB特征峰,说明样品中河豚毒素的量极微少或不存在。

6.如权利要求5所述的Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒结合表面增强拉曼光谱快速检测河豚毒素方法为:

(a)称取1mg NHS-PEG-NHS,溶于1mL pH=7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)中,与1mL Fe3O4/SiO2/Au/SiO2/NH2金磁纳米颗粒混合,振荡反应6h,反应结束后磁分离收集颗粒,用PBS洗涤金磁纳米颗粒,再次磁分离;用2mL PBS将收集到的颗粒分散,加入0.1mL 1mg/mL河豚毒素抗体溶液,室温下振荡反应6h;反应结束后保存在4℃冰箱中备用,得到金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体;

取50μg罗丹明B拉曼染料溶于0.2mL pH=8.3的NaHCO3缓冲液中;再加入0.1mL 1mg/mL的河豚毒素抗体;混匀后室温下振荡反应6h;反应结束后用NaHCO3缓冲液透析混合液,除去多余的罗丹明B拉曼染料,得到RhB修饰后的河豚毒素抗体;

(b)取金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体50μlRhB修饰后的河豚毒素抗体10μL,与河豚毒素配制成浓度为0.5μg/mL、0.1μg/mL、0.05μg/mL、0.02μg/mL、0.01μg/mL时的拉曼光谱图,以1510cm-1处的RhB特征峰的峰强对河豚毒素浓度进行双对数作图,获得水中快速检测河豚毒素的工作曲线;TTX浓度在0.5μg/mL至0.01μg/mL范围内,1510cm-1处拉曼峰强的对数与河豚毒素浓度的对数线性关系良好,线性方程为InI1510=9.34725InCTTX+0.89229,其中lnI1510为1510cm-1处拉曼峰强的对数,lnCTTX为河豚毒素浓度的对数,R=0.9959;

(c)将样品与金磁纳米颗粒修饰后河豚毒素抗体50μL RhB修饰后的河豚毒素抗体10μL配置成溶液,测量其拉曼光谱图,如出现1510cm-1处的RhB特征峰,读取其峰强,代入步骤(b)中所得工作曲线可计算出溶液中河豚毒素的浓度,即可计算出样品中河豚毒素的浓度;如未出现1510cm-1处的RhB特征峰,说明样品中河豚毒素的量极微少或不存在。