[发明专利]一种适配体封装铁卟啉的介孔二氧化硅的制备及其传感应用

说明书

本发明公开了一种适配体封装铁卟啉的介孔二氧化硅的制备及其传感应用技术。主要技术特征是：制备了适配体封装羟化高铁血红素/介孔二氧化硅复合材料，制备过程简单，条件易于控制，可明显提高该复合材料的特异性识别能力和封装能力；本发明同时提供了一种检测凝血酶的新方法，将适配体封装羟化高铁血红素/介孔二氧化硅复合材料与流动注射‑化学发光技术联用，构建了检测凝血酶的化学发光传感器，该传感器具有灵敏度高、选择性好、操作方便等优点，并且成功用于血清样品中凝血酶的检测，表现出高的准确度，为应用于实际检测提供了可能，提供了一种可替代的检测凝血酶的新方法，在人类健康、医学研究等领域具有重要意义。

技术领域

本发明涉及的是一种适配体封装铁卟啉的介孔二氧化硅复合材料的制备及其在化学发光传感器中的应用技术，属于功能化复合材料的制备和传感器的构建领域，具体涉及用适配体将铁卟啉封装于介孔二氧化硅孔道中的介孔二氧化硅复合材料的制备及该复合材料在化学发光传感器检测凝血酶中的应用。

背景技术

有序介孔材料，作为一种新型纳米结构材料，自上世纪90年代兴起一直受到科研工作者们的广泛关。有序介孔材料是以表面活性剂形成的超分子结构为模板，利用溶胶-凝胶工艺，通过有机物和无机物界面间的定向作用，组装成孔径在 2 ~ 30nm 之间孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料。介孔材料的特点与结构优势体现为较大的比表面积和孔道体积，这为其在环境污染物处理、能源储存、生物医学等领域的应用提供了可能。其中，硅基介孔材料由于其孔径分布狭窄、孔道结构规则、制备技术相对成熟，研究和应用较多。硅基介孔材料已经广泛用于催化、分离提纯、药物包埋缓释、气体传感等领域。在申请号为2016100525460的专利中公开了一种纳米金星负载的介孔二氧化硅的制备方法及其在US/CT/PA成像和光热治疗中的应用。在申请号为2016100525460的专利中公开了一种中空介孔二氧化硅纳米药物胶囊的合成方法及其在药物的装载、纳米胶囊的封装中的应用。

金属卟啉化合物是卟啉化合物与金属离子形成配合物的总称，当母体卟啉中的2个吡咯质子（N-H）被金属离子取代后即形成了金属卟啉化合物，其在生命过程及科学研究中起着重要作用。而当卟啉空腔被铁原子取代后，我们将之称其铁卟啉化合物，即铁卟啉。铁卟啉在自然界中广泛存在，如血红素，细胞素P450等等，因其特殊的结构特点和功能作用，在生物、医药、能源及催化等方面有着广泛的应用。辣根过氧化酶的辅基 — 氯化血红素（Hemin），作为铁卟啉的一种，能够像辣根过氧化物酶（HRP）一样催化鲁米诺的化学发光反应，并且已用于传感分析领域。据报道，羟化高铁血红素催化活性明显高于HRP，以单位重量计算，活性比HRP高400倍。

循环血液中的凝血酶是以无活性的凝血酶原形式存在，正常人体内仅存在极微量有活性的凝血酶。凝血酶是血栓与止血的关键环节，如果机体受到某种疾病的损害引起凝血和抗凝平衡失调，体内凝血酶活性即有所改变。凝血酶不但参与凝血过程，还作为一种重要的细胞外信号分子，通过激活凝血酶受体，参与一系列病理过程。因此，血浆凝血酶浓度的检测对临床疾病的诊断，病程发展、愈后以及疗效的监测和评估等都具有非常重要的意义。传统的检测凝血酶的方法是免疫法，但是仍然存在许多缺点，如抗体只可以与抗原结合，酶只与其底物结合，而且稳定性差等，不能满足临床的检测要求。因此快速、有效地检测凝血酶对临床诊断非常重要。

流动注射-化学发光分析技术集合了流动注射的可自动进样、操作方便和化学发光分析的灵敏度高、仪器简单、线性范围宽、分析速度快等优点，在分析化学领域中应用广泛。但是化学发光分析存在着两处缺点，其一，化学发光体系自身的化学发光强度较弱，需要引入一些具有催化功能的物质来提高其发光强度，目前常用于化学发光体系的催化剂有酶（包含生物酶、模拟酶）、金属纳米粒子、量子点等；其二，化学发光方法的选择性较差，检测体系中的共存物质容易引起化学发光体系中化学发光强度的变化，通常可以引用一些特异性识别材料来提高该方法的选择性，常用的特异性识别材料一般包含分子印迹材料、抗原-抗体材料和适配体材料。