一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法技术

一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法，属于尿酸检测技术领域。本实验是以单分散SiO2纳米球作为硬模板，采用一步生长诱导腐蚀法制备介孔有机硅中空纳米球。这种方法简单易操作，要求不高，合成过程高度可控，且通过使用不同的前驱体可以合成具有不同功能基团的中空结构的介孔有机硅纳米球。合成的介孔有机硅中空纳米球孔道有序，孔径均一，内部含有中空空腔。利用合成后的介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶对血清尿酸进行检测，建立了一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法，在血清尿酸快速检测方面具有应用前景。

A Mesoporous Silicone Hollow Nanosphere Immobilized Urease for the Detection of Uric Acid

【技术实现步骤摘要】
一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法
本专利技术属于尿酸检测
，具体涉及一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法。
技术介绍
体内血清尿酸的含量与人体很多系统的健康状况息息相关，与多种疾病的发生及进展都有关联。因此，及时检测和监控血清尿酸的含量对人体的健康和疾病的防治具有重要意义。目前检测尿酸的常用方法主要有高效液相色谱法、同位素稀释质谱法、酶法等，前两种检测方法存在操作复杂、仪器昂贵、检测周期长等缺点，不适于尿酸的快速检测。而酶法检测尿酸通过尿酸酶催化生成尿囊素，生成的产物与底物浓度成正比，通过测定尿囊素的吸光度值，计算尿酸的浓度，酶法检测具有特异性好、准确度高等优点，但尿酸酶对反应条件要求高，无法回收继续利用【王璟.检测血尿酸的方法比较及进展[J].糖尿病临床,2014(8):362-263】，故而采用酶固定化技术，利用介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶对血清尿酸进行测定。目前固定尿酸酶的载体材料主要有高分子材料、磁性材料、纳米材料等。高分子载体材料机械强度低，微生物可以很容易将载体材料分解，导致固定的尿酸酶脱落，致使载体-尿酸酶无法多次重复使用，且高分子载体材料使用寿命短。而磁性载体材料通常是通过交联的方式固定尿酸酶，需要清洗交联剂，对酶的固定并不是非常稳定，交联剂也可能影响酶的活性。纳米材料载体近年来在木瓜蛋白酶、脂肪酶的固定化应用研究较多，但通常使用的是纳米磁性材料，这需要改性剂对纳米磁性材料进行修饰，修饰过程需要的条件比较敏感，且容易对酶活性造成影响【DongY.Y.RecentProgressofMaterialsUsedasEnzymeImmobilizationCarriers[J].JournalofShanghaiInstituteofTechnology,2013(13):295-298.】。与这些传统的材料相比，介孔有机硅中空纳米球在固定酶方面具有很大的优势。中空结构的多孔纳米材料因其低密度，高比表面积，可渗透的壳和可功能化的中空空腔而受到研究者的广泛关注，功能化的核可以在空腔里自由移动从而使其活性位点变得更为容易接近，同时核和壳的化学组成是可以多样变化的，因此这些纳米结构的多孔材料已经被广泛的应用在不同的领域【LeeJ.,FarhaO.,RobertsJ.Metal-organicframeworkmaterialsascatalysts[J].ChemicalSocietyReviews,2009(23):1450-1453.】【XuanW.,ZhuC.,LiuY.Mesoporousmetal–organicframeworkmaterials[J].ChemicalSocietyReviews,2012(41):1677-1684.】。中空结构的介孔有机硅(HPMO)可以将纳米结构的特性和PMO的特性结合起来，能够表现出重大的应用潜力，是一个值得深入研究的课题，然而，到目前为止，对HPMO的报道并不多见。一般情况下，主要采用软模板和硬模板法合成中空结构PMO【YangJ.,LindJ.U.,TroglerW.C.SynthesisofHollowSilicaandTitaniaNanospheres[J].ChemicalMaterials,2008(20):2875-2879.】，软模板法合成中空结构的介孔有机硅多孔材料主要是通过表面活性剂、前驱体的自组装和水解缩聚，此法使得表面活性剂在气-液或液-液界面的乳化，很难保证模板的均一性和材料尺寸的调控。而硬模板法则可以克服以上的缺点，对于孔径调控和参数改变都能控制得当。硬模板法合成中空结构的介孔有机硅多孔材料选择均一的单分散纳米粒子作为硬模板，采用溶胶-凝胶法在硬模板表面生成介孔有机硅壳，然后通过煅烧或其他酸处理去除核和表面活性剂。然而，这些方法都涉及到一系列的包覆-腐蚀等复杂的过程，这些多步的过程需要投入更多的精力和时间，并且往往需要使用有毒的试剂，同时，所得到的PMO中空壳的介孔孔道是无序的，方向是任意的，这在一定程度上限制了客体分子的渗透，因此，发展一个简单有效的一步策略合成具有有序垂直介孔孔道的HPMO仍然是一个很大的挑战。传统的载体材料固定尿酸酶通常吸附量小，固定结合不牢固，且容易抑制尿酸酶的活性，不利于尿酸酶检测尿酸的重复使用，因此固定量大，不破坏尿酸酶结构的载体材料一直是研究关注的热点。因此本专利技术的目的是合成具有中空空腔的且孔道有序可控的介孔有机硅中空纳米材料，用其固定尿酸酶并对血清尿酸进行检测。
技术实现思路
本专利技术是以单分散SiO2纳米球作为硬模板，采用一步生长诱导腐蚀法制备介孔有机硅中空纳米球。这种方法简单易操作，要求不高，合成过程高度可控，且通过使用不同的前驱体，如1，2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTEE)，1，4-双(三乙氧基甲硅烷基)苯(BTEB)和4，4-双(三乙氧基甲硅烷基)联苯(BTEBP)，可以合成具有不同功能基团的中空结构的介孔有机硅纳米球。合成的介孔有机硅中空纳米球孔道有序，孔径均一，内部含有中空空腔。本专利技术利用有机硅烷1，2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷作为前驱体合成中空结构介孔有机硅中空纳米球。本
技术实现思路
主要包括合成孔道有序，孔径均一，内部含有中空空腔的介孔有机硅中空纳米球，使用扫描电镜、透射电镜、红外光谱对合成的介孔有机硅中空纳米球进行表征，利用合成后的介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶对血清尿酸进行检测，建立一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法。本专利技术利用介孔有机硅中空纳米球具有很强的吸附性和高度可控的孔道，可以提高尿酸酶的固定量，保持尿酸酶的活性，固定后的尿酸酶检测尿酸可以提高尿酸酶的回收使用率，缩短尿酸检测的时间，扩大尿酸的检测范围，在血清尿酸快速检测方面具有应用前景。本专利技术所述的一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法，其步骤如下：(1)硬模板单分散SiO2纳米球的合成：将3mL正硅酸乙酯加入到37mL乙醇、5mL超纯水和1.6mL氨水(质量分数28％)的混合物中，搅拌离心后清洗晾干，得到单分散SiO2纳米球；(2)介孔有机硅中空纳米球的合成：将100mg步骤(1)合成的单分散SiO2纳米球通过超声分散于11mL乙醇和22mL超纯水的混合物中，再将120mg十六烷基三甲基溴化铵和2mL氨水(质量分数28％)、0.22mL的1，2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷加入到上述的混合物中，搅拌2h后装釜，然后于100℃下静置24h，冷却至室温，离心分离，并用水和乙醇洗涤，80℃下干燥后用65mL和2mL浓盐酸(质量分数36％)进行萃取，离心洗涤后烘干即得到介孔有机硅中空纳米球载体，研磨待用；(3)固定尿酸酶：取10mg步骤(2)研磨的介孔有机硅中空纳米球载体，加入10mL浓度为0.2mg/mL的尿酸酶液，4℃环境下搅拌8h，离心后取沉淀物冻干，即得到载体-尿酸酶；(4)将7份步骤(3)得到的质量3mg的载体-尿酸酶分别加入到2mL、pH＝8.5的甘氨酸缓冲液和0.5mL超纯水的混合溶液中，再分别加入0.5mL、浓度分别为0.001mg/mL、0.01mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mL、1.0mg/mL、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法，其步骤如下：(1)介孔有机硅中空纳米球的合成：将100mg单分散SiO2纳米球通过超声分散于11mL乙醇和22mL超纯水的混合物中，再将120mg十六烷基三甲基溴化铵和2mL氨水、0.22mL的1，2‑双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷加入到上述的混合物中，搅拌2h后装釜，然后于100℃下静置24h，冷却至室温，离心分离，并用水和乙醇洗涤，80℃下干燥后用65mL乙醇和2mL、质量分数36％的浓盐酸进行萃取，离心洗涤后烘干即得到介孔有机硅中空纳米球载体，研磨待用；(2)固定尿酸酶：取10mg步骤(1)研磨的介孔有机硅中空纳米球载体，加入10mL浓度为0.2mg/mL的尿酸酶液，4℃环境下搅拌8h，离心后取沉淀物冻干，即得到载体‑尿酸酶；(3)将7份步骤(2)得到的质量3mg的载体‑尿酸酶分别加入到2mL、pH＝8.5的甘氨酸缓冲液和0.5mL超纯水的混合溶液中，再分别加入0.5mL浓度分别为0.001mg/mL、0.01mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mL、1.0mg/mL、1.5mg/mL的尿酸标准液，40℃水浴反应20min，然后使用紫外分光光度计分别检测混合液在290nm处的吸光度值；以尿酸标准液的浓度为横坐标，以测得的290nm处的吸光度值为纵坐标制作标准曲线；(4)将3mg步骤(2)得到的载体‑尿酸酶加入到2mL、pH＝8.5的甘氨酸缓冲液和0.5mL超纯水的混合溶液中，再加入0.5mL未知浓度的尿酸溶液，40℃水浴反应20min，然后使用紫外分光光度计检测混合液在290nm处的吸光度值；将该吸光度值代入步骤(3)得到的标准曲线中，计算得到该尿酸溶液的浓度，从而实现对尿酸的检测。...

【技术特征摘要】
1.一种介孔有机硅中空纳米球固定尿酸酶检测尿酸的方法，其步骤如下：(1)介孔有机硅中空纳米球的合成：将100mg单分散SiO2纳米球通过超声分散于11mL乙醇和22mL超纯水的混合物中，再将120mg十六烷基三甲基溴化铵和2mL氨水、0.22mL的1，2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷加入到上述的混合物中，搅拌2h后装釜，然后于100℃下静置24h，冷却至室温，离心分离，并用水和乙醇洗涤，80℃下干燥后用65mL乙醇和2mL、质量分数36％的浓盐酸进行萃取，离心洗涤后烘干即得到介孔有机硅中空纳米球载体，研磨待用；(2)固定尿酸酶：取10mg步骤(1)研磨的介孔有机硅中空纳米球载体，加入10mL浓度为0.2mg/mL的尿酸酶液，4℃环境下搅拌8h，离心后取沉淀物冻干，即得到载体-尿酸酶；(3)将7份步骤(2)得到的质量3mg的载体-尿酸酶分别加入到2mL、pH＝8.5的甘氨酸缓冲液和0.5mL超纯水的混合溶液中，再分别加入0.5mL浓度分别为0.001mg/mL、0.01mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春艳，王润伟，苗婷婷，段秉怡，王欢，田牧晓，于惠源，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22