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原文传递一种四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法及其应用

专利名称：	一种四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法及其应用
摘要：	本发明公开了一种四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法及其应用。本发明所述四氧化三铁/金结构纳米颗粒，选用3,3',5,5'‑四甲基联苯胺(TMB)作为拉曼报告分子，其通过金‑硫(Au‑S)共价键结合在金表面，以产生表面增强拉曼光谱(SERS)。由于颗粒上四氧化三铁的催化作用，检测中过氧化氢可将3,3',5,5'‑四甲基联苯胺快速氧化，根据3,3',5,5'‑四甲基联苯胺分子氧化前后SERS信号的变化，可实现对H2O2浓度的直接检测和葡萄糖浓度的间接检测。优势在于灵敏度高，特异性强，检测时可避免样品中其它成分的干扰，而且不需要预处理，操作步骤更简单。不仅如此，对此方法进一步升级，可将其应用于检测单细胞内的H2O2浓度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南师范大学
发明人：	钟丽云;唐平;张峰;刘胜德;吕晓旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910258763.9
公开号：	CN110006722A
代理机构：	广州容大专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘新年
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	510006 广东省广州市番禺区外环西路378号华南师范大学信息光电子科技学院
主权项：	1.一种四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下： (1)Fe3O4纳米颗粒溶液的制备：在通氮气、水浴环境下，先后加入聚乙烯亚胺溶液、硫酸亚铁溶液、硝酸钾溶液、氢氧化钠溶液，反应1-3h，用磁铁将颗粒沉降，去离子水洗涤后，即可制得Fe3O4纳米颗粒溶液，所述Fe3O4纳米颗粒粒径为30nm-60nm之间； (2)金纳米种子溶液的制备：配置硼氢化钠和柠檬酸钠的混合溶液A；配置一定浓度氯金酸溶液，磁力搅拌下，加入柠檬酸钠溶液，再加入混合溶液A，反应一段时间后获得金纳米种子溶液，所述金纳米种子的粒径为3nm-5nm； (3)四氧化三铁/金纳米粒子的制备：将步骤(1)制备的Fe3O4纳米颗粒溶液与步骤(2)制备的金纳米种子溶液混合，充分搅拌，反应1-3h，磁力分离，用去离子水洗涤以去除过量的金纳米种子，再加入聚乙烯亚胺溶液，在55-65℃反应0.5-2h，制得四氧化三铁/金种纳米粒子，去离子水洗涤1-2次，所述四氧化三铁/金纳米粒子中，同一四氧化三铁颗粒表面的纳米金颗粒之间的间隙最大为27nm； (4)四氧化三铁/金纳米颗粒一次生长：将十六烷基三甲基氯化铵溶液、氯金酸溶液、溴化钾溶液、AA溶液混合均匀，制得金生长液；向步骤(3)制得的四氧化三铁/金种纳米粒子溶液中加入十六烷基三甲基氯化铵溶液，搅拌均匀，再加入金生长液，反应15-20min； (5)四氧化三铁/金纳米颗粒多次再生长：向步骤(4)反应溶液中再次加入氯金酸溶液，而后加入AA溶液，反应15-20min，金颗粒再次生长；再次生长步骤一般重复2-5次，直到四氧化三铁/金纳米颗粒的散射光谱中产生耦合的LSPR峰，用去离子水洗涤1-2次备用，所述多次再生长的四氧化三铁/金纳米颗粒的粒径在40nm-75nm。 2.如权利要求1所述的四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，水浴加热温度为80-100℃，聚乙烯亚胺、七水合硫酸亚铁、硝酸钾、氢氧化钠摩尔比为1:115:500:250。 3.如权利要求1所述的四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，配置含有质量分数为0.075％硼氢化钠和柠檬酸钠的混合溶液A；磁力搅拌下，将氯金酸水溶液和柠檬酸钠溶液按照1:2的物质量浓度混合，加入A溶液，制得金纳米种子溶液。 4.如权利要求1所述的四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，按照四氧化三铁纳米粒子溶液与金纳米种子溶液体积比为1:45混合，充分震荡混匀，反应2h，用去离子水洗涤3-5次，加入与金纳米种子溶液等体积的去离子水，充分震荡混合，再加入0-4g/L的聚乙烯亚胺溶液，在55-65℃反应1h，期间若发生聚集，可超声分散，去离子水洗涤3-5次，制得四氧化三铁/金种纳米粒子。 5.如权利要求1所述的四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，按照十六烷基三甲基氯化铵、氯金酸、溴化钾、AA的物质的量之比为5000:1.25:1:20制备金生长液；向步骤(3)制得的四氧化三铁/金种纳米粒子溶液中加入同等物质的量的十六烷基三甲基氯化铵溶液，搅拌均匀，再加入金生长液，反应15-20min。 6.如权利要求1所述的四氧化三铁/金结构纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，向步骤(4)得到的产物中加入与步骤(4)中氯金酸溶液等体积的氯金酸溶液，再加入与步骤(4)中AA溶液等体积的AA溶液，反应15-20min，金颗粒再次生长；再次生长步骤一般重复2-5次，直到四氧化三铁/金纳米颗粒的散射光谱中产生耦合的LSPR峰，用去离子水洗涤1-2次备用。 7.如权利要求1-6所述的方法制备的四氧化三铁/金结构纳米颗粒用于SERS超灵敏检测H2O2浓度。 8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述应用以四氧化三铁/金结构纳米颗粒为探针，3,3',5,5'-四甲基联苯胺为信号分子，具体方法如下： (1)四氧化三铁/金纳米颗粒的功能化：配置物质的量浓度为80μmol/mL的3,3',5,5'-四甲基联苯胺水溶液，向该溶液中加入四氧化三铁/金结构纳米颗粒溶液，四氧化三铁/金结构纳米颗粒溶液和3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的体积比为100:1，常温反应40-60min，用磁铁分离，去离子水洗涤两次，加入去离子水重悬，即制得SERS探针； (2)SERS探针检测不同浓度的H2O2溶液：配置一定浓度梯度(1～10-9mol/L)H2O2溶液，加入100μL步骤(1)制备的SERS探针，反应5-20min后，磁力吸取探针，滴加到分析纯铝片进行拉曼测试。其中，拉曼激发光的波长为633nm，功率为10％，采用静态模式，曝光时间为1s，积分次数为2次。 9.如权利要求1-6所述的方法制备的四氧化三铁/金结构纳米颗粒用于SERS超灵敏检测葡萄糖浓度的应用。 10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述应用以四氧化三铁/金结构纳米颗粒为探针，3,3',5,5'-四甲基联苯胺为信号分子，具体方法如下： (1)同权利要求8中的方法(1)，制备SERS探针。 (2)不同浓度葡萄糖溶液的酶处理：配置一定浓度梯度(1～10-9mol/L)的葡萄糖水溶液，向1mL的不同浓度葡萄糖溶液加入20μL的20mg/ml的葡萄糖氧化酶GOx溶液，37.5℃水浴反应20-40min； (3)SERS检测不同浓度的葡萄糖溶液：对不同浓度葡萄糖溶液，加入100μL上述SERS探针，反应5-20min后，磁性吸取探针，滴加到分析纯铝片上进行拉曼测试。其中，拉曼激发光的波长为633nm，功率为10％，采用静态模式，曝光时间为1s，积分次数为2次。
所属类别：	发明专利