一种表面增强拉曼光谱基底及其制备方法和用途技术

本申请涉及一种表面增强拉曼光谱(SERS)基底，还涉及一种含有该基底的试剂盒及应用该基底检测样品中芬太尼类化合物的方法，还涉及该基底及试剂盒用于检测样品中芬太尼类化合物的用途。物的用途。物的用途。

【技术实现步骤摘要】
一种表面增强拉曼光谱基底及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于分析化学领域，涉及一种表面增强拉曼光谱(SERS)基底， 还涉及一种含有该基底的试剂盒及应用该基底检测样品中芬太尼类化合物 的方法，还涉及该基底及试剂盒用于检测样品中芬太尼类化合物的用途。

技术介绍

[0002]芬太尼是一种典型的阿片类药物，因其良好的镇痛效果被广泛应用在 医学领域。因芬太尼类化合物在镇痛的同时引专利技术显的愉悦感，近年来， 以芬太尼为代表的新型镇痛药物引发了药物滥用问题，在国际范围内造成 严重的公共安全危机。芬太尼类化合物(包括药用芬太尼、及任何芬太尼 结构修饰物，fentanyl analogs)正在成为新一代毒品的主要品种。针对芬 太尼类化合物的快速、灵敏、高特异性检测是公共安全应急响应的首要前 提，亟需发展新型快速检测方法、以及适用于该类检测方法的新材料等， 从而适用于复杂基质，包括环境样品、生物医学样品中的芬太尼类化合物 的灵敏、特异快速检测。
[0003]目前已经发展的芬太尼快速检测方法包括电化学传感器方法(TrACTrends in Analytical Chemistry 2020，132，116037)、比色法(Anal.Chem. 2021，93，6544
‑
6550)、横流侧向试纸条方法(Harm Reduct J 2021，18(1)， 30
‑
39)等。电化学传感方法，其基本原理为采用伏安法使哌啶叔胺发生不 可逆氧化脱烷基反应而得到特定的“指纹”。电化学检测传感方法具有相 对便宜、易于携带和可快速分析等优点，不足则在于传感器灵敏度低，缺 少识别和准确定量芬太尼类化合物所需的精确用量。比色法，基于特异性 探针与芬太尼之间的卤素键和氢键相互作用，产生电荷转移从而产生颜色 变化，灵敏度为亚mg/mL水平，适合于水溶液、稀释尿液和生活污水样品 的检测。但其缺点为检测范围窄，芬太尼颜色变化不明显和特异性差等。 横流侧向试纸条方法则是利用免疫分析法，发展和利用针对芬太尼的抗体 开展竞争法检测(消线法)，但不能完全避免因抗体交叉识别活性所造成 对结构相似物质的假阳性识别问题。相较而言，表面增强拉曼光谱(Surface
‑ꢀ
Enhanced Raman Spectroscopy，SERS)灵敏度高、特征性强、可实现快 速响应等，有望在芬太尼类物质的快速检测方法发挥其独特优势。例如， 王凯等利用金纳米粒子(AuNPs)和提供I
‑
离子的物质联合，对样品中芬 太尼类化合物进行快速SERS检测(Electrophoresis 2019，40，2193
‑
2203)。
[0004]SERS是一种高灵敏、快速的振动光谱技术，可实现针对分析物的快速 响应。但SERS一般要利用特殊基底，需要复杂的微纳加工工艺，仅适用 于简单溶液或气体体系的检测。构成SERS基底的多种贵金属材料中，其 相邻单元间因局域等离子基元共振(LSPR)而使间隔的电磁场强度显著增 强，间隔区域即为SERS“热点”，以1～2nm最佳。但是，SERS“热点
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的有序精密调控问题一直是SERS领域的难点问题。另外，一些典型的 SERS纳米材料基底，在多形态、高复杂性的基质样本环境中容易发生非特 异性吸附、甚至聚沉，从而导致SERS对分析物的特征响应信号减弱、不 稳定、或消失。因此，如何制备高灵敏、抗干扰的实用性的SERS基底一 直是SERS研究的热点和前沿领域。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种表面增强拉曼光谱基底，包括磁性颗粒、金属有机骨 架材料和纳米金粒子(AuNPs)，或者由磁性颗粒、金属有机骨架材料和 纳米金粒子(AuNPs)组成，其中金属有机骨架材料包覆在磁性颗粒的表 面，纳米金粒子分布在金属有机骨架材料中和/或表面。
[0006]在某些实施方案中，本专利技术所述的金属有机骨架材料为NH2‑
MIL
‑ꢀ
101(Fe)、NH2‑
MIL
‑
101(Cr)或NH2‑
MIL
‑
101(Al)。
[0007]在某些实施方案中，本专利技术所述的磁性颗粒为羧基修饰的Fe3O
4 (Fe3O4‑
COOH)颗粒。
[0008]在某些实施方案中，本专利技术所述磁性颗粒为球形颗粒。
[0009]在某些实施方案中，本专利技术中包覆了金属有机骨架材料的磁性颗粒的 平均粒径为230
±
20am。
[0010]本专利技术还提供一种制备本专利技术所述的表面增强拉曼光谱基底的方法， 包括：
[0011]1)提供磁性颗粒；
[0012]2)利用溶剂热法在磁性颗粒表面包覆金属有机骨架材料；
[0013]3)通过氯金酸还原法将纳米金粒子负载到包覆在磁性颗粒表面的金属 有机骨架材料中和/或表面；
[0014]在某些实施方案中，本专利技术所述的方法中的步骤2)包括：将磁性颗粒 和制备金属有机骨架材料的原料在溶剂中混合，反应。
[0015]在某些实施方案中，本专利技术所述的制备金属有机骨架材料的原料包括 金属化合物(例如FeCl3·
6H2O、Cr(NO3)3·
9H2O、AlCl3·
6H2O)、2
‑
氨 基对苯二甲酸。
[0016]在某些实施方案中，本专利技术所述的溶剂为N，N
‑‑
二甲基甲酰胺。
[0017]在某些实施方案中，本专利技术所述的方法中的步骤3)包括：将骤2)获 得的包覆了金属有机骨架材料的磁性颗粒、氯金酸和还原剂混合，得到氯 金酸还原体系，反应。
[0018]在某些实施方案中，本专利技术所述的还原剂为硼氢化钠、柠檬酸盐(例 如柠檬酸三钠)、鞣酸或抗坏血酸，优选为硼氢化钠。
[0019]在某些实施方案中，本专利技术所述氯金酸还原体系中，氯金酸的浓度为 0.05～0.15％(w/v)(例如0.08％(w/v)、0.1％(w/v)、0.12％(w/v)， 还原剂的浓度为0.3～1.6mM(例如0.5～1.5mM、0.6～1.4mM、0.7mM、0.8 mM、0.9mM、1mM、1.1mM、1.2mM、1.3mM)。
[0020]本专利技术还提供一种试剂盒，包括本专利技术所述的表面增强拉曼光谱基底。
[0021]在某些实施方案中，本专利技术所述试剂盒还包括团聚剂。在某些实施方 案中，所述团聚剂为能够提供I
‑
离子的物质，例如NaI、KI。
[0022]在某些实施方案中，本专利技术所述试剂盒还包括牛血清白蛋白(BSA)。
[0023]在某些实施方案中，本专利技术所述试剂盒还包括NaOH和/或NaCI。
[0024]在某些实施方案中，本专利技术所述试剂盒还包括氘代芬太尼。
[0025]在某些实施方案中，本专利技术所述试剂盒还包括一个或多个滴定板。
[0026]在某些实施方案中，本专利技术所述试剂盒还包括说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面增强拉曼光谱基底，包括磁性颗粒、金属有机骨架材料和纳米金粒子(AuNPs)，或者由磁性颗粒、金属有机骨架材料和纳米金粒子(AuNPs)组成，其中金属有机骨架材料包覆在磁性颗粒的表面，纳米金粒子分布在金属有机骨架材料中和/或表面。2.权利要求1所述的表面增强拉曼光谱基底，其中所述的金属有机骨架材料为NH2‑
MIL
‑
101(Fe)、NH2‑
MIL
‑
101(Cr)或NH2‑
MIL
‑
101(Al)。3.权利要求1或2所述的表面增强拉曼光谱基底，其中所述的磁性颗粒为羧基修饰的Fe3O4(Fe3O4‑
COOH)颗粒，优选地，所述磁性颗粒为球形颗粒。4.权利要求1
‑
3任一项所述的表面增强拉曼光谱基底，其中包覆了金属有机骨架材料的磁性颗粒的平均粒径为230
±
20nm。5.制备权利要求1
‑
4任一项所述的表面增强拉曼光谱基底的方法，包括：1)提供磁性颗粒；2)利用溶剂热法在磁性颗粒表面包覆金属有机骨架材料；3)通过氯金酸还原法将纳米金粒子负载到包覆在磁性颗粒表面的金属有机骨架材料中和/或表面；优选地，步骤2)包括：将磁性颗粒和制备金属有机骨架材料的原料在溶剂中混合，反应；优选地，所述的制备金属有机骨架材料的原料包括金属化合物(例如FeCl3·
6H2O，Cr(NO3)3·
9H2O、AlCl3·
6H2O)、2
‑
氨基对苯二甲酸；优选地，所述的溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺；优选地，步骤3)包括：将骤2)获得的包覆了金属有机骨架材料的磁性颗粒、氯金酸和还原剂混合，得到氯金酸还原体系，反应；优选地，所述的还原剂为硼氢化钠、柠檬酸盐(例如柠檬酸三钠)、鞣酸或抗坏血酸，优选为硼氢化钠；优选地，所述氯金酸还原体系中，氯金酸的浓度为0.05～0.15％(w/v)(例如0.08％(w/v)、0.1％(w/v)、0.12％(w/v)，还原剂的浓度为0.3～1.6mM(例如0.5～1.5mM、0.6～1.4mM、0.7mM、0.8mM、0.9mM、1mM、1.1mM、1.2mM、1.3mM)。6.一种试剂盒，包括权利要求1
‑
4任一项所述的表面增强拉曼光谱基底，优选地，还包括团聚剂(优选为能够提供I
‑
离子的物质，例如NaI、KI)，优选地，还包括牛血清白蛋白(BSA)，优选地，还包括NaOH和/或NaCl，优选地，还包括氘代芬太尼，优选地，还包括一个或多个滴定板。7.权利要求1
‑
4任一项所述的表面增强拉曼光谱基底或权利要求6所述的试剂盒在检测样品中芬太尼类化合物和/或吗啡类化合物中的应用，优选地，所述芬太尼类化合物是指化学结构与芬太尼相比，符合以下一个或多个条件的物质：一、使用其他酰基替代丙酰基；二、使用任何取代或未取代的单环芳香基团替代与氮原子直接相连的苯基；
三、哌啶环上存在烷基、烯基、烷氧基、酯基、醚基、羟基、卤素、卤代烷基、氨基及硝基等取代基；四、使用其他任意基团(氢原子除外)替代苯乙基，优选地，所述芬太尼类化合物包括：已列入《麻醉药品品种目录》、《精神药品品种目录》和《非药用类麻醉药品和精神药品管制品种增补目录》的芬太尼类物质，例如乙酰阿法甲基芬太尼、阿芬太尼、阿法甲基芬太尼、阿法甲基硫代芬太尼、倍他羟基芬太尼、倍他羟基
‑3‑
甲基芬太尼、芬太尼、3
‑
甲基芬太尼、3
‑
甲基硫代芬太尼、对氟芬太尼、瑞芬太尼、舒芬太尼、硫代芬太尼、乙酰芬太尼、丁酰芬太尼、β
‑
羟基硫代芬太尼、4
‑
氟丁酰芬太尼、异丁酰芬太尼、奥芬太尼、丙烯酰芬太尼、卡芬太尼、呋喃芬太尼、戊酰芬太尼、4
‑
氟异丁酰芬太尼、四氢呋喃芬太尼、4
‑
苯氨基
‑
N
‑
苯乙基哌啶、N
‑
苯乙基
‑4‑
哌啶酮等，优选地，所述芬太尼类化合物包括芬太尼、3
‑
甲基芬太尼、卡芬太尼、舒芬太尼、4
‑
氟异丁酰基芬太尼，优选地，所述的样品为血浆或尿液。8.权利要求1
‑
4任一项所述的表面增强拉曼光谱基底在制备用于检测样品中芬太尼类化合物和/或吗啡类化合物的试剂盒中的用途，优选地，所述芬太尼类化合物是指化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，李晓亚，李冬梅，吴剑锋，谢剑炜，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：