一种磁性富集材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种磁性富集材料及其制备方法。所述材料由内层磁性纳米球内核，中间包裹层和外包裹层组成粒径为40～80nm，组分成分依顺序为Fe3O4@PDA@EDC的纳米球。所述方法为：将FeCl3·6H2O、NH4Ac和柠檬酸钠溶解在乙二醇中，油浴后反应釜中反应，冷却后收集磁性产物，清洗后避光干燥，分散于乙醇中获得Fe3O4纳米球分散液；将盐酸多巴胺溶解到Tris‑HCl中，加入Fe3O4纳米球分散液，反应后收集磁性产物，清洗后避光干燥，分散于乙醇中得到Fe3O4@PDA纳米球分散液；将1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶解到HCl稀溶液中，加入Fe3O4@PDA纳米球分散液，反应后收集磁性产物，清洗后真空干燥，得到Fe3O4@PDA@EDC纳米球。本发明专利技术的磁性富集材料工艺简单、稳定性好且容易修饰。

A magnetic enrichment material and its preparation method and Application

The invention discloses a magnetic enrichment material and a preparation method thereof. The material consists of an inner magnetic nanosphere core, an intermediate coating and an outer coating with a particle size ranging from 40 to 80 nm. The composition of the material is in the order of Fe3O4@PDA@EDC nanospheres. The method comprises dissolving FeCl3.6H_2O, NH_4Ac and sodium citrate in ethylene glycol, reacting in an oil bath reactor, collecting magnetic products after cooling, drying out after cleaning and dispersing in ethanol to obtain Fe3O_4 nanosphere dispersion solution, dissolving dopamine hydrochloride into Tris_HCl, adding Fe3O_4 nanosphere dispersion solution, collecting magnetic products after reaction, avoiding light and drying after cleaning, and dispersing. Fe3O4@PDA nanosphere dispersions were obtained in ethanol; 1 ethyl (3 dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride was dissolved in HCl dilute solution, Fe3O4@PDA nanosphere dispersions were added, magnetic products were collected after reaction, and then cleaned and dried in vacuum to obtain Fe3O4@PDA@EDC nanospheres. The magnetic enrichment material of the invention has simple process, good stability and easy modification.

【技术实现步骤摘要】
一种磁性富集材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米复合材料
，特别是涉及一种磁性富集材料及其制备方法和应用。
技术介绍
农产品在生长、收割、贮运及加工过程中都易滋生或接触到黄曲霉真菌，从而导致黄曲霉素进入食物链。黄曲霉素已被世界卫生组织的癌症研究机构划定为Ⅰ类致癌物，是一种毒性极强的剧毒物质，其毒性远高于氰化物、砷化物(俗称砒霜)和有机农药的毒性。黄曲霉毒素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用，严重时可导致肝癌甚至死亡。与被细菌毒素污染的食物颜色会变深或散发出难闻的气味不同，被黄曲霉素污染的农产品，在外观及气味上往往没有明显异样，不易被察觉；同时，黄曲霉素是小分子物质，极耐热，毒性不因通常的加热而被破坏，因此可以通过每餐的进食在人体内不断累积而产生慢性中毒。因此，研制对黄曲霉素具有靶向识别作用的多功能探针，并探索其在复杂实际样品高灵敏靶向富集检测中的优势，在食品安全与食品质量监测等方面具有十分重要的意义。纳米磁性富集材料具有磁控富集功能，与相应的适配体结合可有效地识别并连接黄曲霉素，制成磁性纳米探针即可用于食品黄曲霉素检测。目前已报道的纳米磁性富集材料，大多存在工艺复杂、稳定性差、不易于修饰等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的问题和不足，提供一种磁性富集材料及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种磁性富集材料，由内层磁性纳米球内核A，中间包裹层B和外包裹层C组成粒径为40～80nm，组分成分依顺序为Fe3O4@PDA@EDC的纳米球。进一步，上述所述内层磁性纳米球内核A的直径为20～40nm，所述中间包裹层B的厚度为10～20nm，所述外包裹层C的厚度为10～20nm。本专利技术的一种磁性富集材料的制备方法，包括如下步骤：(1)Fe3O4纳米球分散液的制备将FeCl3·6H2O、NH4Ac和柠檬酸钠溶解在乙二醇中，常温搅拌5-60min，使反应物完全溶解；将该混合溶液在150-170℃油浴锅中加热0.5-2h，然后将其放入配有聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜密封，在180-200℃下反应8-16h，自然冷却至室温；用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗2-5次，避光低温自然干燥，获得Fe3O4纳米球；将Fe3O4纳米球在超声作用下分散于无水乙醇中，获得Fe3O4纳米球分散液；(2)Fe3O4@PDA纳米球分散液的制备先将盐酸多巴胺溶解到pH＝8.0-8.5的Tris-HCl缓冲液中，取步骤(1)制备的Fe3O4纳米球分散液加入上述溶液中，室温下机械搅拌18-24h后用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗2-5次，避光低温自然干燥，获得Fe3O4@PDA纳米球；将Fe3O4@PDA纳米球在超声作用下分散于无水乙醇中，即可得到Fe3O4@PDA纳米球分散液；(3)Fe3O4@PDA@EDC纳米球的制备将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶解到5-10wt％的HCl稀溶液中，取步骤(2)制备的Fe3O4@PDA纳米球分散液加入上述溶液中，在室温条件下机械搅拌18-24h后用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗2-5次，最后在50-70℃真空干燥箱中干燥20-24h，得到纯净的核-壳结构的磁性Fe3O4@PDA@EDC纳米球，即所述磁性富集材料。优选地，步骤(1)和步骤(2)所述避光低温自然干燥的温度为2-5℃。优选地，步骤(1)所述Fe3O4纳米球分散液的浓度为15-25mg/mL。优选地，步骤(1)所述FeCl3·6H2O、NH4Ac与柠檬酸钠的摩尔比为1:8～11:0.2～0.5；所述FeCl3·6H2O、NH4Ac与柠檬酸钠的质量总和与乙二醇的质量体积比为1g:11～14mL。优选地，步骤(2)所述Fe3O4纳米球、盐酸多巴胺与Tris-HCl缓冲液的质量体积比为1～4mg:0.5～2mg:1mL。优选地，步骤(2)所述Fe3O4@PDA纳米球分散液的浓度为25-35mg/mL。优选地，步骤(2)所述Fe3O4@PDA纳米球、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与HCl稀溶液的质量体积比为：1.5～6mg:0.5～2mg:1mL。上述磁性富集材料用于黄曲霉素靶向识别。优选地，上述磁性富集材料用于食品的黄曲霉素靶向识别。本专利技术具有以下有益效果：专利技术人经过大量创造性的实验，得到本专利技术所述磁性富集材料。本专利技术的磁性富集材料可以为黄曲霉素的靶向识别检测提供一种富集性好、工艺简单、稳定性好且容易修饰的纳米磁性富集复合材料。附图说明图1为本专利技术核-壳结构的磁性Fe3O4@PDA@ED纳米球示意图，其中(A)为Fe3O4磁性纳米球内核，(B)为PDA包裹层，(C)为EDC包裹层。图2为本专利技术实施例1所制备材料的透射电镜图，其中(A)为Fe3O4磁性纳米球的透射电镜图，(B)为Fe3O4@PDA@EDC磁性纳米球的透射电镜图。图3为本专利技术实施例2制备的材料的磁性强度图，其中(A)为Fe3O4磁性强度图，(B)为Fe3O4@PDA@EDC磁性强度图。图4为本专利技术实施例3制备材料的红外光谱图，其中(A)为Fe3O4红外光谱图，(B)为Fe3O4@PDA@EDC红外光谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)Fe3O4纳米球分散液的制备将1.350gFeCl3·6H2O、3.854gNH4Ac和0.4g柠檬酸钠溶解在70mL乙二醇中，常温搅拌10min，使反应物完全溶解；将该混合溶液在170℃油浴锅中加热1h，然后将其放入配有聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜密封，在200℃下反应12h，自然冷却至室温；用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗3次，4℃避光自然干燥，获得Fe3O4纳米球；将Fe3O4纳米球在超声作用下分散于无水乙醇中，获得浓度约为20mg/mL的磁性Fe3O4纳米球分散液；(2)Fe3O4@PDA纳米球分散液的制备将0.05g盐酸多巴胺溶解到50mLTris-HCl(pH＝8.5)缓冲液中，取步骤(1)制备的5mLFe3O4纳米球分散液加入上述溶液中，室温下机械搅拌24h后用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗2-5次，4℃避光自然干燥，获得Fe3O4@PDA纳米球；将Fe3O4@PDA纳米球在超声作用下分散于无水乙醇中，即可得到浓度约为30mg/mL的Fe3O4@PDA纳米球分散液；(3)Fe3O4@PDA@EDC纳米球的制备先将0.05g1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶解到50mLHCl稀溶液(5wt％)中，取5mL步骤(2)制备的Fe3O4@PDA纳米球分散液加入上述溶液中，在室温条件下机械搅拌24h后用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗3次，最后在60℃真空干燥箱中干燥24h，得到纯净的核-壳结构的磁性Fe3O4@PDA@EDC纳米球(结构如图1所示)，即所述磁性富集材料。从图2中可以看出，Fe3O4磁性纳米球、Fe3O4@PDA@EDC磁性纳米球的粒径分别约为20nm、40nm。相比于Fe3O4磁性纳米球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性富集材料，其特征在于，由内层磁性纳米球内核(A)，中间包裹层(B)和外包裹层(C)组成粒径为40～80nm，组分成分依顺序为Fe3O4@PDA@EDC的纳米球。

【技术特征摘要】
1.一种磁性富集材料，其特征在于，由内层磁性纳米球内核(A)，中间包裹层(B)和外包裹层(C)组成粒径为40～80nm，组分成分依顺序为Fe3O4@PDA@EDC的纳米球。2.根据权利要求1所述的磁性富集材料，其特征在于，所述内层磁性纳米球内核(A)的直径为20～40nm，所述中间包裹层(B)的厚度为10～20nm，所述外包裹层(C)的厚度为10～20nm。3.一种根据权利要求1所述的磁性富集材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)Fe3O4纳米球分散液的制备将FeCl3·6H2O、NH4Ac和柠檬酸钠溶解在乙二醇中，常温搅拌5-60min，使反应物完全溶解；将该混合溶液在150-170℃油浴锅中加热0.5-2h，然后将其放入配有聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，将反应釜密封，在180-200℃下反应8-16h，自然冷却至室温；用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗2-5次，避光低温自然干燥，获得Fe3O4纳米球；将Fe3O4纳米球在超声作用下分散于无水乙醇中，获得Fe3O4纳米球分散液；(2)Fe3O4@PDA纳米球分散液的制备先将盐酸多巴胺溶解到pH＝8.0-8.5的Tris-HCl缓冲液中，取步骤(1)制备的Fe3O4纳米球分散液加入上述溶液中，室温下机械搅拌18-24h后用磁铁分离收集磁性产物，用无水乙醇和去离子水交替离心清洗2-5次，避光低温自然干燥，获得Fe3O4@PDA纳米球；将Fe3O4@PDA纳米球在超声作用下分散于无水乙醇中，即可得到Fe3O4@PDA纳米球分散液；(3)Fe3O4@PDA@EDC纳米球的制备将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶解到5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛建国，张洁，刘科汲，张惠琴，杨安乐，倪源皓，马瑜鸿，李超，马蕾，孔德昭，李奕璇，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32