一种基于多层有机金属框架-纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多层有机金属框架

【技术实现步骤摘要】
一种基于多层有机金属框架
‑
纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针及其制备方法


[0001]本专利技术涉及分析化学
，提供了一种基于多层有机金属框架
‑
纳米金介导的适配体磁纳米探针及其制备方法。

技术介绍

[0002]大田软海绵酸是一种常见的赤潮藻毒素，富集于多种海洋软体动物的消化腺内，食用被其污染的海产品后会发生腹泻性中毒。因此，开展大田软海绵酸对于保障食品安全和消费者健康意义重大。目前，大田软海绵酸的监测技术主要有色谱法、传感器法和生物法等。在传感分析技术中，采用核酸适配体作为识别元件进行的分析技术得到广泛的重视。核酸适配体具有亲和力好、易分离、信号稳定等优点，将适配体与磁性纳米颗粒耦合制备的功能化磁纳米探针作为一种新兴的靶向纳米探针，在赤潮藻毒素的选择性萃取、分离和检测中应用发展迅速。在适配体纳米探针识别技术研究中，如何构筑稳定和具有特定结构的识别界面，以实现适配体的高效结合及高灵敏分析目标物，是实现该技术的关键。
[0003]目前，利用功能化纳米粒子作为基本构建单元，在磁性纳米颗粒修饰适配体探针的技术主要有溶胶凝胶（sol
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gel）法、生物法、纳米金桥联法等。在溶胶凝胶法中，基于Fe3O4与有机硅氧烷的溶胶凝胶反应，在磁珠表面引入氨基，通过与羧基化适配体反应，以实现适配体修饰键合。在生物法中，基于链霉亲和素
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生物素的特异性反应，将连有生物素的适配体键合到链霉亲和素偶联的磁珠表面，通过目标物与适配体主链结合将指示探针释放到溶液中，从而通过指示探针信号强度变化来确定目标物浓度。在纳米金桥联法，纳米金被用于桥联带有巯基的适配体，如利用共沉淀法制备Fe3O4‑
PEI纳米粒子，再通过磁珠表面包覆聚乙烯亚胺PEI引入氨基而直接吸附金颗粒，并与末端巯基的适配体键合，以实现在磁核表面键合适配体。然而，这些技术中存在聚合物修饰Fe3O4粒子后比表面下降、氨基表面修饰密度有限、纳米金结合效率较低且适配体在纳米金结合无序等问题。
[0004]金属有机框架MOF材料具有超高的比表面积、优异的化学及热稳定性和丰富的活性位点等，将其与磁珠结合，在微分离富集与传感分析领域中展示了良好的性能。通过羧基化磁珠与金属离子的原位生长，科学家发展了Fe3O4@MOF纳米粒子技术。基于MOF配体上引入的氨基与羧基适配体反应，或键合纳米金再固定巯基适配体，Fe3O4@MOF@配体生物探针的应用得到了发展。但由于MOF配体上引入的氨基有限，其后续反应中键合的羧基适配体、纳米金的数量受到了限制，同时，磁纳米粒子上适配体修饰难度技术要求较高、修饰效率低，且MOF上活性金属端基容易吸附适配体，易导致适配体链在MOF表面上吸附并出现倒伏现象，从而导致适配体在MOF
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纳米金复合材料表面反应活性受到抑制。因此，有必要基于MOF自组装和金属钝化技术，提升磁纳米粒子表面MOF含量、抑制MOF中心离子活性和钝化纳米金非结合位点的活性，构建具有特定结构的金磁复合材料，实现适配体在磁纳米粒子表面有序结合，提升适配体磁纳米探针的反应活性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于多层有机金属框架
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纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针及其制备方法。所制备的适配体功能化磁纳米探针具有氨基丰富、纳米金负载效率高、适配体键合有序等特征，实现了对适配体探针的高效组装，可提高对目标物的高效特异识别分离和灵敏分析。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于多层有机金属框架
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纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针，其是利用聚多巴胺（PDA）包覆磁性纳米颗粒，并在其上经原位生长形成多层有机金属框架
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纳米金复合材料，然后以负载复合材料的磁性纳米颗粒为载体键合适配体荧光探针，并采用巯基试剂进行封闭，以形成所述适配体功能化磁纳米探针；所述多层有机金属框架
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纳米金复合材料具体是由在聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒上经两次原位生长并经中心金属离子钝化而形成的多层结构有机金属框架与纳米金键合构成；所述适配体荧光探针是由5
’
端带有巯基的核酸适配体DNA链与5
’
端带有荧光标记基团的cDNA互补链杂交形成。
[0007]进一步地，所述两次原位生长具体是利用聚多巴胺的氨基固定锆（IV）金属中心离子，并以对苯二甲酸为配体进行有机金属框架材料的一次原位生长，形成氨基UIO
‑
66（UIO1），再以所得氨基UIO
‑
66为晶种进行有机金属框架材料的二次原位生长（UIO2）；所述中心金属离子钝化是将经两次原位生长后的产物与N
α
,N
α
‑
双(羧甲基)
‑
L
‑
赖氨酸水合物进行钝化反应以形成赖氨酸化产物。
[0008]进一步地，所述5
’
端带有巯基的适配体DNA链为抗大田软海绵酸的适配体，其结构序列为5'
‑
SH
‑
C6‑
CCACCAACGAGAGTCAGAAAACCATGGTGGG
‑
3'；所述5
’
端带有荧光标记基团的cDNA互补链的结构序列为5'
‑
FAM
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GGTTTTCTGAC
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3'。
[0009]进一步地，所述巯基试剂为巯基己醇。
[0010]进一步地，所述磁性纳米颗粒为球形Fe3O4颗粒。
[0011]所述基于多层有机金属框架
‑
纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针的制备方法具体包括以下步骤：（1）聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒的制备：称取8.1g六水合三氯化铁，溶于200mL乙二醇中，制得溶液A；将12.0g无水乙酸钠和2.0g二水合柠檬酸钠加入溶液A中，搅拌溶解至形成均一稳定的溶液B；将所得溶液B转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，置于200℃烘箱内，反应10小时；待反应釜自然冷却到室温以后，分离出沉淀物，用二次水和乙醇交替清洗三次，再在60℃下真空干燥24h，得到Fe3O4磁性纳米颗粒粉末；称取Fe3O4磁性纳米颗粒粉末200mg、盐酸多巴胺240mg和三羟甲基氨基甲烷240mg，冰水浴下超声分散于200mL的超纯水中，室温下搅拌反应24h，然后将反应产物用二次水多次洗涤，得到聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒Fe3O4@PDA；（2）赖氨酸化Fe3O4@PDA@UIO/UIO2纳米颗粒的制备：称取Fe3O4@PDA 100 mg，氯化锆71.4 mg，2
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氨基对苯二甲酸50.78 mg、丙酮70 mL及乙酸4.2 mL，充分均匀混合，超声处理10 min后转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，于100℃反应24h后，经洗涤、干燥，得到Fe3O4@PDA@UIO1；将所制备的Fe3O4@PDA@UIO1重新加入反应釜中，在相同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多层有机金属框架
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纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针，其特征在于：利用聚多巴胺包覆磁性纳米颗粒，并在其上经原位生长形成多层有机金属框架
‑
纳米金复合材料，然后以负载复合材料的磁性纳米颗粒为载体键合适配体荧光探针，并采用巯基试剂进行封闭，以形成所述适配体功能化磁纳米探针；所述多层有机金属框架
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纳米金复合材料具体是由在聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒上经两次原位生长并经中心金属离子钝化而形成的多层结构有机金属框架与纳米金键合构成；所述适配体荧光探针是由5
’
端带有巯基的核酸适配体DNA链与5
’
端带有荧光标记基团的cDNA互补链杂交形成。2.根据权利要求1所述的一种基于多层有机金属框架
‑
纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针，其特征在于：所述两次原位生长具体是利用聚多巴胺的氨基固定锆（IV）金属中心离子，并以对苯二甲酸为配体进行有机金属框架材料的一次原位生长，形成氨基UIO
‑
66，再以所得氨基UIO
‑
66为晶种进行有机金属框架材料的二次原位生长；所述中心金属离子钝化是将经两次原位生长后的产物与N
α
,N
α
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双(羧甲基)
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L
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赖氨酸水合物进行钝化反应以形成赖氨酸化产物。3.根据权利要求1所述的一种基于多层有机金属框架
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纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针，其特征在于：所述5
’
端带有巯基的适配体DNA链为抗大田软海绵酸的适配体，其结构序列为5'
‑
SH
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C6‑
CCACCAACGAGAGTCAGAAAACCATGGTGGG
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3'；所述5
’
端带有荧光标记基团的cDNA互补链的结构序列为5'
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FAM
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GGTTTTCTGAC
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3'。4.根据权利要求1所述的一种基于多层有机金属框架
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纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针，其特征在于：所述巯基试剂为巯基己醇。5.一种如权利要求1所述的基于多层有机金属框架
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纳米金介导的适配体功能化磁纳米探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒的制备：称取8.1g六水合三氯化铁，溶于200mL乙二醇中，制得溶液A；将12.0g无水乙酸钠和2.0g二水合柠檬酸钠加入溶液A中，搅拌溶解至形成均一稳定的溶液B；将所得溶液B转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，置于200℃烘箱内，反应10小时；待反应釜自然冷却到室温以后，分离出沉淀物，用二次水和乙醇交替清洗三次，再在60℃下真空干燥24h，得到Fe3O4磁性纳米颗粒粉末；称取Fe3O4磁性纳米颗粒粉末200mg、盐酸多巴胺240mg和三羟甲基氨基甲烷240mg，冰水浴下超声分散于200mL的超纯水中，室温下搅拌反应24h，然后将反应产物用二次水多次洗涤，得到聚多巴胺包覆的磁性纳米颗粒Fe3O4@PDA；（2）赖氨酸化Fe3O4@PDA@UIO/UIO2纳米颗粒的制备：称取Fe3O4@PDA 100 mg，氯化锆71.4 mg，2
‑
氨基对苯二甲酸50.78 mg、丙酮70 mL及乙酸4.2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：林旭聪，周雨薇，林陈晨，谢增鸿，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：