[发明专利]血红素蛋白功能化的磁性表面增强拉曼活性基底及其应用

摘要

一种血红素蛋白功能化的磁性表面增强拉曼活性基底及其在对有毒小分子的高灵敏度检测和对其毒性快速去除方面的应用，属于环境和食品中有毒成份监控检测技术领域。包括磁性银纳米材料的合成、制备和包被；血红素蛋白的共价吸附；表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测等步骤。一些有毒小分子的吸附会引起血红素蛋白共振拉曼峰的位移，并且这种位移是分子特异性的，因此利用SERS光谱可以对这些小分子进行多组份检测。外加磁场条件下磁性纳米材料的聚集可以提高待测分子的浓度以及SERS增强能力。本发明所涉及的磁性银纳米材料在食品安全、环境监测和保护等领域具有很大的应用潜力。

主权项

一种血红素蛋白功能化的磁性表面增强拉曼活性基底，其由如下步骤制备得到：(a)将100～200mg的Fe₃O₄磁性纳米粒子分散到200～300mL浓度为0.3M的柠檬酸钠的水溶液中，80～90℃条件下搅拌1～3h，随后用磁铁分离，分离产物分别用乙醇和纯水清洗3～5次，自然晾干；(b)制备银纳米粒子：冰浴条件下在200mL含0.01％(w/v)硝酸银和0.76mM柠檬酸钠的水溶液中逐滴加入0.01％(w/v)硼氢化钠的水溶液0.6mL，磁力搅拌2～3小时，得到银纳米粒子溶胶；(c)制备磁性银纳米粒子：将经过步骤(a)处理过的50～100mg Fe₃O₄磁性纳米粒子粉末分散到120mL乙醇、40mL H₂O和3mL氨水的混合溶液中搅拌15～30min，之后逐滴加入1～2mL正硅酸乙酯，搅拌5～8小时后清洗；随后分散到200mL、1％(v/v)APTMS中搅拌4～10小时，使其表面修饰上氨基，随后用乙醇和蒸馏水分别清洗3～5次，然后分散到100mL水溶液中；再加入步骤(b)制备的银溶胶20～40mL，银纳米粒子通过静电作用吸附在Fe₃O₄磁性纳米材料上，得到磁性银纳米粒子；(d)制备壳聚糖包被的磁性银纳米粒子：将上述磁性银纳米粒子分散在100mL、10mM柠檬酸钠，25mL、0.1M抗坏血酸和5mL、4mg/mL壳聚糖的混合溶液中，随后逐滴加入0.5mL、0.01M硝酸银溶液，机械搅拌30～50分钟形成壳聚糖包被的磁性银纳米粒子，用水清洗3～5次后浓缩到1mL水中；(e)共价吸附血红素蛋白：将上述壳聚糖包被的磁性银纳米粒子分散在2.5％(v/v)的戊二醛溶液中，加入乙醇溶液，机械搅拌2～5小时后用磁铁分离清洗，之后将其分散到1～3mL、1mg/mL血红素蛋白溶液中温育1～2小时；戊二醛通过与磁性银纳米粒子表面的氨基和血红素蛋白残基中的氨基分别形成希夫碱而使血红素蛋白共价吸附在磁性银纳米粒子表面，从而得到血红素蛋白功能化的磁性表面增强拉曼活性基底。