一种磁弛豫/荧光双模式传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种磁弛豫/荧光双模式传感器及其制备方法和应用，属于新功能材料与生物传感检测技术领域。本发明专利技术先合成Gd2O3:Eu

【技术实现步骤摘要】
一种磁弛豫/荧光双模式传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于新功能材料与生物传感检测
，具体涉及一种磁弛豫/荧光双模式传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]黄曲霉毒素(aflatoxins, Afs)是由黄曲霉、诺氏曲霉和寄生曲霉产生的一类有毒次生代谢产物，这些真菌生长在各种食品和谷物中，对食品安全构成严重威胁。其中，黄曲霉毒素B1（AFB1）毒性最大，是最危险最致命的毒素之一。大量研究表明，摄入AFB1后会导致人类和动物患上肝癌和肾癌等疾病，因此其被国际癌症研究机构列为一类致癌物。AFB1的热稳定性较高，通过正常的加工手段无法破坏其结构，因此极易通过食物链进入到人体内，危害人类健康。食品安全标准中规定谷物及其制品中AFB1的最大允许限量为20 μg/kg。因此，有必要开发一种灵敏度高、准确性好、方便快捷的检测方法。
[0003]目前，在AFB1的检测方法中液相色谱
‑
串联质谱(LC MS/MS)为基础的色谱法和联免疫吸附试验(ELISA)因具有较高的准确性和灵敏性等优点而被广泛应用。然而LC MS/MS需要精密的仪器、复杂的前处理和专业的人员，ELISA方法使用基于酶的信号标记缺乏稳定性，从而阻碍了它们在实际样品快速检测中的应用。荧光传感方法是近些年发展起来的一种光谱分析方法，由于灵敏度高、实验操作简单、选择性高和成本低等优势，被广泛应用于食品安全检测中，利用荧光材料作为信号标记的荧光免疫吸附实验方法是一种理想的毒素定量检测方法，克服了传统酶联免疫分析法的缺点，近些年来得到了快速发展。磁弛豫传感器（MRS）是基于磁性纳米颗粒在水溶液中的状态或者浓度变化，引起周围水质子的纵向弛豫时间（T1）和横向弛豫时间（T2）发生改变，可用于识别和量化各种目标分析物。与荧光方法相比，基于MRS的分析不受光散射等影响，并且无需费力的预处理和净化，由于大多数生物和环境样品本质上具有较低的磁场背景，因此MRS方法在没有预处理的情况下也不会影响检测的灵敏性。虽然这两种方法对黄曲霉毒素的检测均具有快速、灵敏、操作简单的优点，但是单一的检测模式容易受到测试环境的影响。相比之下，双模式分析策略可以减少检测环境和其他干扰的影响，从而保证对黄曲霉毒素检测的准确性。
[0004]Xu等利用功能性的MIL
‑
88A取代天然酶来催化显色体系，建立了一种灵敏检测黄曲霉毒素B1的间接竞争型MOF联免疫吸附实验(MOFLISA)方法。虽然该方法制备的纳米酶与天然酶相比更加稳定，但是纳米酶与天然酶相比存在催化效率不高，检测灵敏度低的缺点，在低浓度检测中仍有假阳性的风险。Li建立了一种基于量子点纳米颗粒的荧光免疫吸附实验(QBs
‑
FLISA)，将CdSe/ZnS量子点分别与两种毒素抗体偶联制备荧光探针，成功地应用于黄曲霉毒素B1(AFB1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)的同时检测中。与传统酶联免疫吸附法相比大大地提高了检测的灵敏度，但是该方法需要复杂的前处理过程，并且可能存在荧光干扰现象影响检测的准确性。Chen等基于MB
250
和MB
30
在磁响应上的巨大差异，提出了一种新的MRS传感策略，该策略中MB
250
和MB
30
均能特异性识别目标物形成免疫复合物，通过MB
250
的磁响应将免疫复合物分离，并利用未反应的MB
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测得的T2值作为信号读出，并成功地应用于大肠杆菌
的检测。但是该方法使用MB
30
作为T2信号输出探针，其本身具有弱磁性，可能会与MB
250
团聚产生非特异性结合的现象影响检测结果的准确性。这些报道的方法都是单一的检测模式，容易受到测试环境的影响，从而影响检测的准确性。因此，构建一种简单、快速、灵敏、准确度高的双模式免疫传感器用于毒素的检测十分重要。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种磁弛豫/荧光双模式传感器及其制备方法和应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供了一种基于Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的信号探针的制备方法，包括以下步骤：1）采用水热法合成Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒；2）对Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒进行氨基功能化，得到NH2‑
Gd2O3:Eu
3+
；3）将黄曲霉毒素B1的多克隆抗体AFB1‑
PAbs与PBS混合，然后加入含有EDC和NHS的PBS溶液以及含有NH2‑
Gd2O3:Eu
3+
的PBS溶液，孵育，得到所述基于Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的信号探针Gd2O3:Eu
3+
‑
AFB1‑
PAbs。
[0007]进一步地，步骤1）中水热法合成Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的具体过程为：将Gd(NO3)3和Eu(NO3)3溶液加入到乙二醇溶液中；将聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30）分次加入到上述溶液中，边加热边搅拌至完全溶解，得到混合溶液；将含有硫脲的乙醇溶液滴加到所述混合溶液中，搅拌至溶液为淡黄色，再加入NaOH溶液，搅拌；将得到的溶液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200 ℃下加热；反应结束后待溶液冷却至室温，离心得到沉淀，将得到的沉淀物洗涤、烘干，随后在600 ℃空气气氛中煅烧，得到所述Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒。
[0008]进一步地，步骤2）中对Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒进行氨基功能化的具体方法为：将所述纳米颗粒溶于水和乙醇的混合溶液中，搅拌下加入氨水，然后分批次加入TEOS（四乙氧基硅烷），搅拌后进行洗涤；将得到的产物溶于乙醇溶液中，之后再次加入氨水和APTES（氨丙基三乙氧基硅烷），继续搅拌，反应结束后再次洗涤，得到氨基功能化的Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒NH2‑
Gd2O3:Eu
3+
。
[0009]分批次加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30）是因为PVP K30在混合溶液中较难溶解，分批加入能使其溶解均匀混合于溶液中；分批次加入TEOS是为了更好的在 Gd2O3:Eu
3+
表面进行硅烷化形成二氧化硅层。
[0010]进一步地，所述纳米颗粒、水和乙醇的质量体积比为：1 mg：2 mL：1 mL。
[0011]进一步地，步骤3）中所述AFB1‑
PAbs、PBS、含有EDC和NHS的PBS和含有NH2‑
Gd2O3:Eu
3+
的PBS溶液的体积比为：1:49:10:40。
[0012]本专利技术还提供一种根据上述信号探针的制备方法制备得到的信号探针Gd2O3:Eu
3+
‑
AFB1‑
PAbs。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的信号探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）采用水热法合成Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒；2）对Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒进行氨基功能化，得到NH2‑
Gd2O3:Eu
3+
；3）将黄曲霉毒素B1的多克隆抗体AFB1‑
PAbs与PBS混合，然后加入含有EDC和NHS的PBS溶液以及含有NH2‑
Gd2O3:Eu
3+
的PBS溶液，孵育，得到所述基于Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的信号探针Gd2O3:Eu
3+
‑
AFB1‑
PAbs。2.根据权利要求1所述的基于Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的信号探针的制备方法，其特征在于，所述采用水热法合成Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒的具体过程为：将Gd(NO3)3和Eu(NO3)3溶液加入到乙二醇溶液中；之后加入聚乙烯吡咯烷酮，边加热边搅拌至完全溶解，得到混合溶液；将含有硫脲的乙醇溶液滴加到所述混合溶液中，搅拌至溶液为淡黄色，再加入NaOH溶液，搅拌；然后进行加热，反应结束后待溶液冷却至室温，离心，将得到的沉淀物洗涤、烘干，随后在空气气氛中煅烧，得到所述Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒；所述对Gd2O3:Eu
3+
纳米颗粒进行氨基功能化的方法为：将所述纳米颗粒溶于水和乙醇的混合溶液中，搅拌下加入氨水，然后加入TEOS，反应后对所得产物进行洗涤并溶于乙醇溶液中，再次加入氨水和APTES，搅拌，反应结束后再次洗涤，得到氨基功能化的Gd2O3:Eu
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纳米颗粒NH2‑
Gd2O3:Eu
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。3.一种根据权利要求1或2所述的基于Gd2O3:Eu
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纳米颗粒的信号探针的制备方法制备得到的信号探针Gd2O3:Eu
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AFB1‑
PAbs。4.一种磁分离探针MB
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AFB1‑
mAbs的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将黄曲霉毒素B1的单克隆抗体AFB1‑
mAbs与PBS混合，然后加入含有EDC和NHS的PBS溶液以及含有MB
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NH2的PBS溶液，孵育，得到所述磁分离探针MB
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AFB1‑
mAbs。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓梅，林雪琦，戈瑞，陈全胜，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：