[发明专利]一种基于Fe3O4@Au的磁性弛豫开关及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及提供了一种基于Fe₃O₄@Au磁性纳米颗粒的磁性弛豫开关及其制备方法和检测应用。

背景技术

基于超顺磁性纳米颗粒的生物传感器是近几年发展起来的一种高效检测技术，它突破了磁共振在体外应用的限制，这种技术被称为磁性弛豫开关技术(Magnetic RelaxationSwitch)。在一个外加磁场中，顺磁性颗粒本身的磁偶极会在其周围产生一个微小的磁场扰动，引起在此影响范围内的水分子中¹H核自旋退化，这样通过无线电波脉冲序列检测的¹H信号会减弱，得到的弛豫指数退化曲线所确定的时间常数即为T₂，当目标分子出现在溶液中时，磁性颗粒表面的基团与目标分子结合，引起磁性颗粒从分散状态转变为团聚状态，本来分散的微磁场“团聚”以后对水分子中¹H核的自旋退化作用发生改变，导致T₂的变化，T₂的变化量与目标分子浓度相关，据此可对目标分子作定量分析，而在检测目标分子的过程中，磁颗粒浓度无需知道。

目前对生物分子的检测大多采用光学分析的办法，包括紫外可见吸收分析、荧光发光分析、浊度分析等，这些技术都需要样品有良好的透光性。MRSw技术的优势在于可以检测浑浊溶液中目标分子的含量，例如血液，细胞培养液，牛奶等，这样可以大大减少繁复的样品预处理步骤。

MRSw技术目前处于起步阶段，尽管有明显的实用前景，但MRSw的T₂信号变化与被分析物的浓度相关性不够稳定，而且T₂信号在被分析物的浓度达到检测范围最高值之前和之后有截然不同的变化趋势，很有必要采用其它检测手段对弛豫开关技术进行补充和论证，以多重检测的方式提高MRSw的实际应用价值。另一方面，一般的磁性纳米颗粒表面修饰基团并不容易，要修饰不同的基团更是困难，而利用Au与巯基的特殊键合作用可以使探针颗粒表面修饰识别基团或抗体变得轻而易举。

以magnetic relaxation switches和Fe₃O₄@Au纳米颗粒为关键词分别对1992年以来的全球专利检索，其中以magnetic relaxation switches为关键词没有找到相关的专利，另以Magnetic、Relaxation以及Sensor为关键词组合对国际专利检索，其中涉及磁性弛豫开关的专利1项US20060269965(Water Relaxation-Based Sensor)；而涉及Fe₃O₄@Au纳米颗粒的专利有2项，分别是一种金磁核壳纳米粒子的制备方法(申请专利号CN200810029399.0)，该专利描述了一种在超声作用下合成Fe₃O₄@Au纳米颗粒的方法；另一篇专利是一种金包覆磁粒原位引发高灵敏化学发光检测大肠杆菌的新方法(申请专利号CN200810031350.9)，该专利描述的是一种利用Fe₃O₄@Au纳米颗粒被氧化释放出Au³⁺，加入鲁米诺后引发化学发光，然后对大肠杆菌进行检测的技术。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于Fe₃O₄@Au的磁性弛豫开关及其制备和应用。

本发明提出的基于Fe₃O₄@Au的磁性弛豫开关，采用表面修饰有识别分子的以Fe₃O₄为核、以Au为壳的核壳结构磁性纳米颗粒作为其测试探针，记为Biotin-Fe₃O₄@Au；该磁性纳米颗粒的粒径为50～70nm，Fe和Au的质量比为1∶3～1∶4。

基于Fe₃O₄@Au核壳结构磁性纳米颗粒的磁性弛豫开关的制备步骤如下：

(a)在葡聚糖溶液中通过共沉淀的方法合成直径小于5nm的Fe₃O₄颗粒；