一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器及其制备方法与应用。本发明专利技术在多孔ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于分析检测
，具体涉及一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]过氧化氢(H2O2)是活性氧(ROS)物种的主要成员。迄今为止，H2O2被公认为衰老和各种疾病进展中重要的氧化应激标志物，参与广泛的生理和病理过程。作为一种潜在的生物标志物，H2O2是在疾病发展的过程中因非吞噬细胞受到细胞外刺激物刺激时产生的。在正常生理条件下，细胞器安全范围内低浓度的H2O2可以杀死微生物，维持细胞功能的稳定且不会对人体造成伤害。然而，在病理条件下，细胞产生的高浓度的H2O2(10～50μmol/L)会导致肿瘤细胞和上皮细胞的增殖和血管生成，以抵抗外界刺激并产生抗炎反应。此外，这个过程增加了炎症相关癌症产生的可能性，研究发现在一些癌细胞中，ROS可以通过激活位于细胞膜中的七种NADPH氧化酶复合物来产生。内质网中的黄素酶ERO1也被证明利用O2作为双电子受体产生一定量的H2O2，在该亚细胞区域提供强ROS通量。因此，作为一种潜在的疾病标志物，应量化H2O2以帮助医生有效诊断与活性氧相关的疾病。
[0003]为了阐明ROS的生物学作用，量化它们的实时水平，并研究它们的分子机制，开发有效的探针来监测ROS至关重要。这样的探针可以为我们提供新的研究工具和临床诊断。目前，针对H2O2的体内或体外检测已经研制出多种探针及传感器，这些策略具有较高的灵敏度、较低的检测限和巧妙的设计。然而，以往设计的策略需要依赖大型仪器和复杂的操作，检测时间过长，无法满足高灵敏、更快速、可视化、更简单的分析检测趋势。因此，确实需要开发具有改进性能的新探针来检测ROS。
[0004]手性纳米材料包括单个手性纳米粒子和手性纳米组件，由于其灵活且可调节的尺度、光信号和合成策略，目前已广泛应用于催化、生物传感、以及研究手性纳米材料与生物系统之间的相互作用。存在于生物体系中的氨基酸，蛋白质等都属于手性分子，其手性信号分布在紫外区，因此，当手性纳米材料的手性信号分布在可见光区时，可避免来自生物体的背景手性信号的干扰，已广泛应用于生物分析。此外，手性材料能够通过修饰化学分子或与其他材料进行自组装而形成多功能复合材料，其同时具备高灵敏、高分辨成像的优势，Xu课题组报道了一种通过有机金属框架ZIF
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8将手性材料与上传换纳米材料整合到一起的手性核壳纳米组装体，该组装体优势在于同时具有手性光学信号以及荧光信号，能够应用于活体中进行活性氧的成像和半定量检测。此外，有报道通过设计合成了一种由夹板DNA链组装而成的GO
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Au NP结构，通过与活靶细胞(MCF
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7)一起孵育，研究了针对靶分子的动态手性和SERS活性，显示出良好的选择性和稳定性。由此可知手性纳米材料在生物分析检测中具有非常大的前景。
[0005]为了满足高灵敏、高精度、更快速、可视化检测的需求，光学生物传感器被广泛研究。然而，目前的光学传感器主要依赖于单一信号分析，容易受到某些物质的干扰。相比之
下，基于双信号的光学传感器，例如比率传感器，双模式传感器具有高精度的优势。更重要的是，使用不同类型信号的双模光学传感器更有利于提高灵敏度和准确度，避免来自复杂基质的干扰，显示出可观的应用。目前，已经报道了基于双模态光信号的各种检测方法，例如手性和荧光，手性和表面增强拉曼散射(SERS)，荧光和SERS，荧光探针可在某种特定条件下对分析物产生响应，尤其是荧光传感器被广泛研究并显示出多重检测能力和优异的灵敏度等优点。另一方面。SERS传感器能够反映分子振动的信息，可以很好地产生SERS增强效应，用于灵敏的单分子检测，其高灵敏度、高分辨率、检测速度快和指纹图谱的优势而成为了一种重要的生物传感和痕量分析技术。因此目前已成为生物标志物超灵敏检测和疾病诊断的热门技术。近年来，基于SERS和荧光的双信号光学传感器已被广泛开发用于检测应用。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器。
[0008]本专利技术的再一目的在于提供上述用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的应用。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤1：将HAuCl4溶液与水混合均匀，搅拌，接着加入银纳米颗粒(Ag NPs)溶液和左旋多巴(L
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DOPE)水溶液，继续搅拌；反应液加水，离心洗涤，收集沉淀，再分散于水中，得到纳米合金粒子(UAA
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NCs)胶体溶液，简称为UAA
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NCs胶体溶液；
[0012]步骤2：在步骤1得到的UAA
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NCs胶体溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液，搅拌，接着分别加入2
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甲基咪唑(2
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MeIM)溶液和Zn(NO3)2溶液，反应；反应液离心分离，收集沉淀，所述沉淀即为ZIF
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8(沸石咪唑骨架材料)包裹的海胆状纳米合金(UAA@ZIF
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8)颗粒，简称为UAA@ZIF
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8颗粒；UAA@ZIF
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8颗粒经洗涤再分散在水中，得到UAA@ZIF
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8水溶液；
[0013]步骤3：取步骤2得到的UAA@ZIF
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8水溶液，加入NiCl2水溶液，搅拌反应，接着在剧烈搅拌下向混合溶液中加入D型或L型的青霉胺(D/L
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pen)水溶液，再逐滴加入NaOH水溶液，继续搅拌反应，即获得所述的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器。
[0014]进一步地，步骤1中所述的HAuCl4溶液的浓度为0.005～0.015mol/L；优选为0.01mol/L。
[0015]进一步地，步骤1中所述的银纳米颗粒的平均粒径为25～35nm，优选35nm；所述的银纳米颗粒溶液优选通过如下方法制备得到：在0.05～0.15mol/L，优选0.1mol/L NH2OH
·
HCl溶液中按体积比100:2～4，优选100:3.3加入0.05～0.15mol/L，优选0.1mol/L NaOH溶液，然后向所得混合溶液以0.6～0.7mL/s，优选0.67mL/s的流速、按体积比8～10:1，优选9:1加入0.05～0.15mol/L，优选0.1mol/L AgNO3溶液；将反应容器倒置一次以完成混合，即获得目标产物。
[0016]进一步地，步骤1中所述的左旋多巴水溶液的浓度为0.005～0.015mol/L；优选为0.01mol/L。
[0017]进一步地，步骤1中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将HAuCl4溶液与水混合均匀，搅拌，接着加入银纳米颗粒溶液和左旋多巴水溶液，继续搅拌；反应液加水，离心洗涤，收集沉淀，再分散于水中，得到纳米合金粒子胶体溶液，简称为UAA
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NCs胶体溶液；步骤2：在步骤1得到的UAA
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NCs胶体溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵溶液，搅拌，接着分别加入2
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甲基咪唑溶液和Zn(NO3)2溶液，反应；反应液离心分离，收集沉淀，所述沉淀即为ZIF
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8包裹的海胆状纳米合金颗粒，简称为UAA@ZIF
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8颗粒；UAA@ZIF
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8颗粒经洗涤再分散在水中，得到UAA@ZIF
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8水溶液；步骤3：取步骤2得到的UAA@ZIF
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8水溶液，加入NiCl2水溶液，搅拌反应，接着在剧烈搅拌下向混合溶液中加入D型或L型的青霉胺水溶液，再逐滴加入NaOH水溶液，继续搅拌反应，即获得所述的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器。2.根据权利要求1所述的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的银纳米颗粒溶液通过如下方法制备得到：在0.05～0.15mol/L NH2OH
·
HCl溶液中按体积比100:2～4加入0.05～0.15mol/L NaOH溶液，然后向所得混合溶液以0.6～0.7mL/s的流速、按体积比8～10:1加入0.05～0.15mol/L AgNO3溶液；将反应容器倒置一次以完成混合，即获得目标产物。3.根据权利要求1或2所述的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的HAuCl4溶液的浓度为0.005～0.015mol/L；步骤1中所述的左旋多巴水溶液的浓度为0.005～0.015mol/L；步骤1中所述的HAuCl4溶液、水、银纳米颗粒溶液、左旋多巴水溶液、分散用的水的体积比为4～5：8～9：1～2：9～10：9～11；步骤1中所述的搅拌为在14～16℃水浴中磁力搅拌，搅拌转速为100～300rpm，搅拌时间为8～12min；步骤1中所述的离心洗涤的转速为3500～4500rpm，时间为8～12min。4.根据权利要求1或2所述的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法，其特征在于：步骤2中所述的十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为0.005～0.015mol/L；步骤2中所述的2
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甲基咪唑溶液的浓度为1～2mol/L；步骤2中所述的Zn(NO3)2溶液的浓度为22～26mmol/L；步骤2中所述的UAA
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NCs胶体溶液、十六烷基三甲基溴化铵溶液、2
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甲基咪唑溶液、Zn(NO3)2溶液、分散用的水的体积比为1～2：1～2：1～2：1～2：1～2；步骤2中所述的反应为在35～45℃水浴中反应，反应时间为2.5～3.5h；步骤2中所述的离心分离的转速为5500～6500rpm，时间为8～12min。5.根据权利要求1或2所述的用于多模式检测过氧化氢的光学传感器的制备方法，其特征在于：步骤3中所述的NiCl2水溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；
步骤3中所述的青霉胺水溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；步骤3中所述的NaOH水溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；步骤3中所述的UAA@ZIF
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【专利技术属性】
技术研发人员：周海波，孙平华，林晓玲，周侠，郭鑫杰，田禾密，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：