【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料、拉曼光谱、化学传感及化学分析检测等，具体涉及一种快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱sers传感器及其制备方法。
技术介绍
1、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，atp）是生物体内的能量货币，是反映生物体活力和细胞生理状态的重要指标。atp在能量代谢和信号转导过程中起核心作用，许多疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和心血管疾病，都与atp水平异常有关。此外，atp也常作为微生物污染的一个指标，通过检测食品中atp的含量，可以判断食品受微生物污染的程度。因此，开发快速、高灵敏和准确的atp检测方法，对于疾病的早期诊断、食品安全等至关重要。
2、传统的atp检测方法主要有：高效液相色谱法、电泳法、电化学法、化学发光法和比色法等。这些方法往往存在样品预处理复杂、操作繁琐、分析周期长、灵敏度低、检测成本高等问题，导致它们在实际应用中受到了限制。因此，亟需开发一种快速、高灵敏和准确的痕量atp检测方法。
3、表面增强拉曼光谱（sers）利用金属纳米结构局域表面等离子体共振获取物质指纹图谱信息，具有灵敏度高、响应速度快、能提供丰富的分子结构信息、可实现实时、原位检测等优势，为痕量atp的快速、高灵敏分析提供理想的检测手段。
4、近年来，随着纳米技术不断发展，通过制备高性能sers活性基底，sers技术能够实现单分子水平检测，已经在生物医学、食品安全、环境监测等领域得到广泛应用。然而，sers方法并非分离方法，在实际应用中直接对复杂样品（如：生物样品）中的atp进行s
5、整体柱是由单体、交联剂、致孔剂及引发剂的混合溶液在毛细管内通过原位聚合而成的连续床固定相，具有多孔性能优越、传质阻力小、制备简单、表面性质多样等特点，是应复杂环境样品高通量分析需要而发展起来的新型色谱微分离介质，在微分离分析领域，尤其是在微量复杂生物样品的分离中具有非常广阔应用前景而备受瞩目。
6、以纳米金修饰的多孔硅胶整体柱作为sers增强基底，具有灵敏度高、稳定性和重复性好的优点。与常规的二维平板基底相比较，毛细管整体柱sers基底具有以下优势：（1）整体柱具有大孔（μm级）和微孔（nm级）双孔结构，大孔利于水相快速渗透，微孔提供高比表面积和大量活性位点，使其具有高密度的sers“热点”和作用位点，保证了较短的分析时间和较高的检测灵敏度；（2）毛细管独特的结构可以减少激光的能量损失，从而有效提高激光束的利用率；（3）操作方便，毛细管整体柱基底可同时用作液体流动通道和检测室。因此，本专利技术通过纳米金的桥联作用，制备获得纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子功能化整体柱sers传感器，基于mg2+调控作用，形成一种集色谱富集、分离和检测于一体的整体柱sers传感器，并且，利用普鲁士蓝在拉曼静默区稳定的内标信号，降低了sers传感的信号偏差，实现样品中痕量atp快速、准确、高灵敏sers检测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱sers传感器及其制备方法。所制备的整体柱sers传感器具有高密度sers“热点”和丰富离子交换位点，对atp有较强的保留作用，检测灵敏度高。基于mg2+调控作用，可以实现三磷酸腺苷在整体柱上的富集、分离，形成一种集色谱富集、分离和检测于一体的整体柱sers传感器，用于痕量三磷酸腺苷的快速高灵敏sers检测。此外，本专利技术利用普鲁士蓝在拉曼静默区稳定的内标信号，降低了sers传感的信号偏差，提高了三磷酸腺苷的检测准确性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱sers传感器，采用以纳米金和pei功能化修饰纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子作为修饰材料，以氨基硅氧烷试剂、辅助硅氧烷试剂和致孔剂“一锅法”在石英毛细管内快速聚合制备的氨基硅胶整体柱作为基底材料。纳米金通过柱后修饰到氨基硅胶杂化整体柱，基于纳米金的桥联作用，实现pei功能化纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子在氨基硅胶杂化整体柱表面的有效自组装，构筑具有高密度的sers“热点”和丰富离子交换位点的多功能整体柱sers活性基底。整体柱表面带有的多氨基超支化pei可以高效富集三磷酸腺苷，基于mg2+调控作用，所构建的整体柱sers传感器集色谱富集、分离和检测于一体，可用于三磷酸腺苷的快速高灵敏检测。
4、所述的一种快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱sers传感器，是以含氨基硅氧烷试剂、辅助硅氧烷试剂以及三元致孔剂的“一锅法”聚合反应为基础，反应过程无需再加入其它催化剂；氨基硅氧烷试剂、辅助硅氧烷试剂和致孔剂混合形成的预聚液通过气压匀速注入经预处理的石英毛细管，在毛细管中形成表面带有丰富氨基的多孔硅胶杂化整体柱聚合材料。
5、所述纳米金材料采用柠檬酸钠还原法制备，表面带负电，通过纳米金与整体柱表面氨基静电吸附作用，在整体柱表面形成纳米金作用层；基于纳米金的桥联作用，pei功能化纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子表面丰富的超支化多胺基可以有效的固定在整体柱表面，构建表面带有丰富超支化多胺基的整体柱sers基底。
6、所述pei为多氨基超支化聚乙烯亚胺pei 1200，所述氨基硅氧烷试剂为n-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷（aeaptes），所述的辅助硅氧烷试剂为四乙氧基硅烷（teos），所述的致孔剂为十六烷基三甲基溴化铵（ctab）、水及无水乙醇组成的三元致孔剂。
7、所述整体柱sers传感器在不含mg2+的缓冲液条件下，对atp有较强的保留作用，但在含有mg2+的缓冲液条件下，只需通过调高缓冲液ph就可以大大促进atp的快速洗脱。基于mg2+调控作用，可以形成一种集色谱富集、分离和检测于一体的多功能整体柱sers传感器，用于实现痕量atp的快速高灵敏sers检测。所述含有mg2+的缓冲液由5 mmol/l na2hpo4-nah2po4、120 mmol/l nacl和5 mmol/l mgso4组成，ph=7.4；所述不含mg2+的缓冲液由5mmol/l na2hpo4-nah2po4和120 mmol/l nacl组成，ph=6.4。
8、所述的快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱sers传感器制备方法包括以下步骤：
9、纳米金的制备：量取100 ml质量分数为0.01%的四氯金酸水溶液于三口瓶中加热至沸腾，迅速加入1.0 ml质量分数为1%的柠檬酸钠水溶液，约1 min后溶液颜色由淡黄色变成黑色，2~3 min后又变成棕红色，继续保持微沸40 min，停止反应，水浴冷却，制备得到粒径约为45 nm的纳米金胶体溶液。
10、纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子的制备：准确量取10 ml 45 nm的纳米金胶体溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱SERS传感器，其特征在于：以纳米金和PEI功能化修饰纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子作为修饰材料，以氨基硅氧烷试剂、辅助硅氧烷试剂和致孔剂“一锅法”在石英毛细管内快速聚合制备的氨基硅胶杂化整体柱作为基底材料。
2.根据权利要求1所述的整体柱SERS传感器，其特征在于：所述的纳米金采用柠檬酸钠还原法制备，PEI为多氨基超支化聚乙烯亚胺PEI 1200，氨基硅氧烷试剂为N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷，辅助硅氧烷试剂为四乙氧基硅烷，致孔剂为十六烷基三甲基溴化铵、水及无水乙醇组成的三元致孔剂。
3.一种制备如权利要求1或2中任一项所述的整体柱SERS传感器的方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述的预聚液配方组成，按质量百分数之和为100 %计：四乙氧基硅烷36.58%、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷9.61 %、十六烷基三甲基溴化铵2.73 %、水12.29 %、无水乙醇38.79 %。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（5）所述
...【技术特征摘要】
1.一种快速高灵敏检测三磷酸腺苷的整体柱sers传感器，其特征在于：以纳米金和pei功能化修饰纳米金-普鲁士蓝复合纳米粒子作为修饰材料，以氨基硅氧烷试剂、辅助硅氧烷试剂和致孔剂“一锅法”在石英毛细管内快速聚合制备的氨基硅胶杂化整体柱作为基底材料。
2.根据权利要求1所述的整体柱sers传感器，其特征在于：所述的纳米金采用柠檬酸钠还原法制备，pei为多氨基超支化聚乙烯亚胺pei 1200，氨基硅氧烷试剂为n-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷，辅助硅氧烷试剂为四乙氧基硅烷，致孔剂为十六烷基三甲基溴化铵、水及无水乙醇...
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