[發明專利]基于功能化的金納米探針比色檢測飲用水或細胞中Al3+的方法

無效

• 申請號: 200910066907.7
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號: CN101576548A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 王振新;李曉坤;孫琳琳;王金娥
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: G01N31/22
• 分類號: G01N31/22;G01N21/85;G01N1/28;G01N33/52;B22F9/24
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明涉及基于功能化金納米粒子比色檢測飲用水中或細胞中Al³⁺的方法。

技術背景

金屬納米粒子所表現出來的距離依賴的光學特性和大的比表面積等特點，使其可以作為重要的比色材料而進行應用。它們的表面等離子共振吸收的摩爾消光系數是有機染料的100倍以上。利用它們的尺寸和形狀依賴的光學性質，以納米粒子為基礎的分子識別方法提供了可以與熒光方法相比擬的靈敏度和選擇性(化學綜述，Chem.Rev.，2005，105，1547-1562；化學綜述，Chem.Rev.，2004，104，293-346)。目前，基于金屬納米粒子的傳感器已經被應用于DNA、蛋白質、抗原-抗體免疫反應以及金屬離子檢測等多個方面(美國化學會志，J.Am.Chem.Soc.，2003，125，6642-6643；納米通訊，Nano.Letters，2008，8，529-533)。

研制金屬離子檢測器一直是相關領域研究的熱點。金屬離子在環境以及生物體內都起著至關重要的作用。盡管在人體內的含量不多，但與人的生存和健康息息相關。它們的攝入過量、不足或缺乏都會不同程度地引起人體生理的異常或發生疾病。因此無論在環境或生物體內檢測金屬離子都是非常重要和必要的。金屬離子檢測器也從以往的傳統的檢測方法如原子吸收、色譜以及誘導等離子體質譜等轉變為需要簡單、快速、能夠定量檢測和實時監測的靈敏度高和選擇性好的檢測器來檢測各種有益或有害的金屬離子。目前已經發展了很多離子檢測器，但是較少有應用于Al³⁺的檢測器。

鋁在生物體內有重要的生理作用。一方面，大量的體外(in?vitro)實驗證明了鋁能抑制許多基礎代謝如三羧酸循環和糖酵解中的酶的活性；另一方面，通過許多途徑(食物、藥物和飲用水)進入人體中的鋁會導致一系列神經系統疾病，如老年癡呆癥、阿爾茨海默癥、帕金森癥、透析腦病、骨軟化和貧血癥等(科學，Science，1980，208，297-299；科學，Science，1973，180，511-513)。傳統的檢測鋁的方法一般是原子吸收和發射光譜等，但僅能檢測總鋁含量。目前還未有基于功能化的金納米粒子在水中或細胞中檢測Al³⁺的報道。

發明內容

為了解決已有技術存在的問題，本發明的目的是提供基于功能化的金納米粒子檢測飲用水或細胞中的Al³⁺的方法。

本發明是利用氨基酸序列為半胱氨酸-丙氨酸-亮氨酸-天冬酰胺-天冬酰胺(CALNN)對納米金表面進行修飾而得到的一種檢測探針。CALNN與金表面有很強的親和性，能夠形成致密的保護層，使金納米粒子溶于水溶液，并可以保持長期的穩定性。CALNN肽鏈N端半胱氨酸的硫醇鍵與金表面可以形成牢固的共價鍵，疏水性的丙氨酸和亮氨酸能夠促進多肽的自組裝，在C端的兩個天冬酰氨使多肽親水。因此CALNN修飾的納米金粒子具有良好的水溶性。而CALNN的C端帶有羧基，可以和Al³⁺特異性的絡合，能夠靈敏度高選擇性好的檢測Al³⁺而不受其他金屬離子影響。而由CALNN功能化的納米金粒子帶有負電荷，不會與細胞發生作用。因此，本發明可以利用該體系在飲用水或細胞中高靈敏和高選擇性的檢測Al³⁺。

實現本發明的方法的具體的技術方案如下：

1.合成作為探針的功能化的金納米粒子：

首先，按照Frens-Turkevich方法，利用檸檬酸鈉還原氯金酸制備出粒徑為13nm金粒子：將濃度為1mg/ml的五肽CALNN加入到粒徑為13nm金粒子水溶液中，使五肽CALNN在上述混合溶液中的的最終濃度為0.1mg/ml，室溫下靜置反應1小時，離心13000rpm后拋棄上清液；將離心下來的沉淀加入去離子水，再離心13000rpm后拋棄上清液；最后將離心下來的的沉淀物溶于去離子水中，得到功能化的金納米粒子探針溶液；

2.在去離子水中檢測Al³⁺