[發明專利]一種超靈敏無標記快速檢測蓖麻毒素的光子晶體傳感材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110245280.2
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113189025B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 白家磊;吳瑾;彭媛;劉明珠;趙尊全;孫景然;高志賢;寧保安;王江;蓋雪嬌
• 申請（專利權）人: 軍事科學院軍事醫學研究院環境醫學與作業醫學研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/17
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明涉及一種超靈敏無標記快速檢測蓖麻毒素的光子晶體傳感材料及其制備方法與應用。該光子晶體傳感材料為連接有H₁序列的蛋白石SiO₂?AuNPs光子晶體，所述蛋白石SiO₂?AuNPs光子晶體由修飾金納米顆粒的二氧化硅微球懸浮液經重力垂直沉降自組裝堆壘形成，所述H₁序列如SEQID NO：1所示。本發明的傳感材料制備簡單，操作方便，具有優異的響應性能，成本較低，檢測限可達2.089fg/mL。

技術領域

本發明屬于毒素檢測領域，具體地，涉及一種超靈敏無標記快速檢測蓖麻毒素的光子晶體傳感材料及其制備方法與應用。

背景技術

蓖麻，拉丁學名Ricinus communis L.，原產于非洲東北部的索馬里和肯尼亞，在全球熱帶地區均有廣泛分布。蓖麻屬于大戟科、蓖麻屬的一年生或多年生草本植物，在熱帶地區常形成多年生的小喬木或灌木。蓖麻植株的莖、葉或蓖麻的籽實中含有有毒物質，主要包括蓖麻毒素、蓖麻堿、蓖麻反應原等。蓖麻毒素經化學提純后，通常呈現出顆粒狀、粉末狀或霧狀的形態。其能夠溶于弱酸或水中，且理化性質較為穩定，不易被高低溫所影響。蓖麻毒素作為劇毒蛋白質，其往往只需極少的劑量，就足以殺死一個成年人。其毒性高于氰化物的6000倍。一克高純度的蓖麻毒素，甚至可令3000人中毒身亡。而且蓖麻毒素的分離與提取相對較為容易。

毒素相對金屬武器更加隱蔽和高效，對人類生命安全造成極大威脅。因此，開發靈敏、高效的檢測手段是應對威脅的主要措施。

CN109852673A公開了一種用于在復雜基質中檢測活性蓖麻毒素的金/量子點納米探針及其應用。該金/量子點納米探針是利用脫氧核糖核苷酸單鏈(ssODN)修飾的金納米微粒和量子點通過堿基配對雜交的方式形成脫氧核糖核苷酸雙鏈，將金納米微粒和量子點組裝為核-衛星結構的納米探針。該專利用金/量子點納米探針用于檢測活性蓖麻毒素，檢測限為7.46ng/mL。該專利公開的金/量子點納米探針雖可實現活性蓖麻毒素的檢測，但是制備和檢測步驟復雜，并且檢測限也有待進一步提高。因此，有必要進一步開發更加簡便、檢測限更低的檢測手段。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題是提供一種制作簡單、操作便捷、靈敏度高的光子晶體傳感檢測材料，以實現對食品中痕量蓖麻毒素超靈敏無標記快速檢測。

為了實現上述目的，本發明提供一種超靈敏無標記快速檢測蓖麻毒素的光子晶體傳感材料，該光子晶體傳感材料為連接有H₁序列的蛋白石SiO₂-AuNPs光子晶體，所述蛋白石SiO₂-AuNPs光子晶體由修飾金納米顆粒的二氧化硅微球懸浮液經重力垂直沉降自組裝堆壘形成，所述H₁序列如SEQ ID NO：1所示：5'-SH C6-GAC CTA CTT ATG AAA AAA AAA AAATTA TAT CTA TCT-3'(SEQ ID NO：1)。

優選地，所述光子晶體傳感材料由包括以下步驟的方法制得：使用金納米顆粒修飾氨基化的二氧化硅微球，將修飾金納米顆粒的二氧化硅微球懸浮液滴加在多孔板中，通過重力垂直沉降自組裝的方法，堆壘形成蛋白石SiO₂-AuNPs光子晶體；在光子晶體制備完成后，將巰基化的H₁序列通過Au-S鍵固定在光子晶體上，獲得以H₁序列為識別元件的光子晶體傳感材料。

具體地，所述方法包括以下步驟：

S1.利用Duff's法合成金納米顆粒

將去離子水、NaOH溶液和四羥甲基氯化磷混合均勻，然后快速加入四氯金酸溶液，在室溫條件下避光攪拌進行反應，反應完成后將反應液避光保存；

S2.SiO₂-AuNPs微球的制備