一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，属于新型纳米材料领域；本发明专利技术利用pH控制铁蛋白解离/重组的特性，首次采用三步法实现三(2‑苯基吡啶)合铱Ir(ppy)

Preparation of resonance energy transfer nanostructures based on ferritin

The invention relates to a preparation method of resonance energy transfer nanostructure based on ferritin, which belongs to the field of new nano materials. The invention uses the characteristic of pH controlling the dissociation / recombination of ferritin to realize iridium IR (PPy) with three steps for the first time

【技术实现步骤摘要】
一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法
本专利技术属于新型纳米材料领域。
技术介绍
电致化学发光是在化学发光基础上发展起来的一种新的传感技术，是化学发光与电化学技术相互渗透的产物，具有灵敏度高、背景噪声小、动态响应范围广、可控性强等优点。电致化学发光-共振能量转移（ECL-RET）是指当供体的ECL发射光谱与受体的吸收光谱发生有效光谱重叠时，电子激发能可通过偶极-偶极相互作用，以非辐射方式由供体传递给受体的过程。与荧光共振能量转移相比，ECL-RET具有操作简单、背景信号干扰低、无需激发光源等优点。目前，ECL-RET已在核酸杂交分析、免疫分析测定、细胞分析检测等领域得到广泛应用。然而，ECL-RET体系的建立，离不开新型能量供/受体对的提出与应用；本专利技术首次提出了一种以三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3分子为能量供体，以纳米金AuNP为能量受体的新型ECL-RET能量供/受体对。铁蛋白是动植物、微生物体内广泛存在的一类贮存铁的可溶性蛋白，其结构包括两部分：蛋白部分和铁核部分。铁蛋白具有pH引导的自解聚与自组装的优异特性，当pH值小于3或者大于10时，其蛋白质外壳会逐渐解离为游离的片段，然而当调节溶液pH恢复至7.5左右时，游离的外壳片段又可自组装成完整的蛋白质外壳；蛋白质外壳表面具有大量的氨基、羟基等官能团，能够通过金-氨键或静电吸附来连接适量的纳米金粒子与Ir(ppy)3分子，因此当将外接纳米金与Ir(ppy)3分子的铁蛋白片段混合均匀并调节其pH至7.5，即可得到一种外表面同时结合了能量供/受体的新型三维杂化纳米结构，该方法实现了ECL能量供、受体在铁蛋白表面的均一嵌合组装，不仅大大缩短供/受体的能量转移距离，更能显著了提高能量转移效率。由此可见，铁蛋白在此领域的深入研究与应用将会进一步推动ECL-RET分析的前进与发展。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是为了弥补现有制备方法的不足，首次基于三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3与纳米金的共振能量转移原理，以铁蛋白为载体，在其表面设计合成了一种集能量供体、受体为一体的三维杂化纳米结构，大大缩短了能量供体与受体之间的距离，实现了单个铁蛋白表面共振能量的高效转移，具有明显的创造性，该方法操作简单、绿色环保无污染、省时省力，克服了传统制备方法复杂、耗时、易污染等弊端，在电致化学发光免疫分析领域有着巨大的应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：1.一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将3~5mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与0.5~2.5mL、浓度为10mmol/L的三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3溶液混合，加入50~150uL、质量分数50%的戊二醛溶液作为交联剂，持续搅拌2h后，经过透析、纯化除去多余的Ir(ppy)3后，离心后分散到1mLpH7.4的磷酸盐缓冲溶液中得到铁蛋白-Ir(ppy)3溶液，置于4°C下储存备用；第二步：将3~5mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与1.5~3.5mL的纳米金AuNPs溶胶混合，加入50~150uL、质量分数50%的戊二醛溶液作为交联剂，避光搅拌6h后，经过透析、纯化除去多余的AuNPs后，离心后分散到1mLpH7.4的磷酸盐缓冲溶液中得到铁蛋白-Au溶液，置于4°C下储存备用；第三步：将铁蛋白-Ir(ppy)3溶液与铁蛋白-Au溶液搅拌均匀，用0.1mol/L的HCl溶液分别混合溶液pH至2.5~4.0，此时，铁蛋白的蛋白质外壳解离成单个的片段；继续搅拌3h至均匀后，用0.1mol/L的氨水溶液调节pH至7.0~8.0，此时，游离的铁蛋白外壳片段可重新组装成完整的铁蛋白外壳，因此嵌合在外壳片段表面的Ir(ppy)3与纳米金可以均匀地组装在单个铁蛋白外表面，经过透析、纯化后，即可得到Ir(ppy)3-铁蛋白-Au的三维杂化纳米结构。2.如权利要求1所述一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，其特征在于，所述纳米金溶胶按照以下步骤制备：量取4.12~6.12mL1%的HAuCl4溶液和100mL超纯水加到洁净干燥的250mL的三口圆底烧瓶中；在不断搅拌下，向其中滴缓慢加入10~30mL的柠檬酸钠溶液，加热回流15~45min，等到溶液颜色最终变为酒红色后停止加热；经过冷却和过滤，最终得到滤液，储存在4°C下备用。本专利技术的有益成果（1）本专利技术利用pH引导的蛋白解聚/重组法，基于Ir(ppy)3与纳米金的共振能量转移原理，首次在铁蛋白外壳上嵌合组装了三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3分子与纳米金AuNPs得到一种新型的三维杂化纳米结构，该结构以Ir(ppy)3为能量供体，以纳米金为ECL能量受体，是一种具有高效共振能量转移效率的纳米结构。（2）本专利技术首次提出了一种操作简单、绿色环保的共振能量转移纳米结构的制备方法，解决了现有制备方法操作复杂、费时费力的问题，该方法对于电致化学发光ECL中共振能量转移的深度研究具有一定的指导意义，所制备的Ir(ppy)3-铁蛋白-Au在电致化学发光免疫传感分析中有着明显的应用价值。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1.一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将3mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与0.5mL、浓度为10mmol/L的三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3溶液混合，加入50uL、质量分数50%的戊二醛溶液作为交联剂，持续搅拌2h后，经过透析、纯化除去多余的Ir(ppy)3后，离心后分散到1mLpH7.4的磷酸盐缓冲溶液中得到铁蛋白-Ir(ppy)3溶液，置于4°C下储存备用；第二步：将3mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与1.5mL的纳米金AuNPs溶胶混合，加入50uL、质量分数50%的戊二醛溶液作为交联剂，避光搅拌6h后，经过透析、纯化除去多余的AuNPs后，离心后分散到1mLpH7.4的磷酸盐缓冲溶液中得到铁蛋白-Au溶液，置于4°C下储存备用；第三步：将铁蛋白-Ir(ppy)3溶液与铁蛋白-Au溶液搅拌均匀，用0.1mol/L的HCl溶液分别混合溶液pH至2.5，此时，铁蛋白的蛋白质外壳解离成单个的片段；继续搅拌3h至均匀后，用0.1mol/L的氨水溶液调节pH至7.0，此时，游离的铁蛋白外壳片段可重新组装成完整的铁蛋白外壳，因此嵌合在外壳片段表面的Ir(ppy)3与纳米金可以均匀地组装在单个铁蛋白外表面，经过透析、纯化后，即可得到Ir(ppy)3-铁蛋白-Au的三维杂化纳米结构。实施例2.一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将4mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与1.5mL、浓度为10mmol/L的三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3溶液混合，加入100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步：将3 ~ 5 mL、浓度为5 μg/mL的铁蛋白溶液与0.5 ~ 2.5 mL、浓度为10 mmol/L的三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)

【技术特征摘要】
1.一种基于铁蛋白的共振能量转移纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将3~5mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与0.5~2.5mL、浓度为10mmol/L的三(2-苯基吡啶)合铱Ir(ppy)3溶液混合，加入50~150uL、质量分数50%的戊二醛溶液作为交联剂，持续搅拌2h后，经过透析、纯化除去多余的Ir(ppy)3后，离心后分散到1mLpH7.4的磷酸盐缓冲溶液中得到铁蛋白-Ir(ppy)3溶液，置于4°C下储存备用；
第二步：将3~5mL、浓度为5μg/mL的铁蛋白溶液与1.5~3.5mL的纳米金AuNPs溶胶混合，加入50~150uL、质量分数50%的戊二醛溶液作为交联...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，杨磊，杨兴龙，马洪敏，胡丽华，王雪莹，崔敏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37