[发明专利]一种用于快速筛选雌二醇的磁性纳米粒子

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种具有类酶活性的磁性纳米粒子，具体涉及一种筛选检测雌二醇的磁性纳米粒子，可直接应用于食品、环境样品中痕量雌二醇的分析。

背景技术

β-雌二醇是一种类固醇甾体雌激素，是卵巢成熟滤泡分泌的一种自然雌激素，生理性强，极微小的量（5～282ng/L）在体内发挥调节生理机能的作用。把雌激素添加在饲料中喂养动物可以显著促进畜类的增产作用（梁润，成都理工大学，2012）。通过非自然分泌的渠道进入人体的雌激素可干扰人体内分泌、生殖、免疫和神经系统的正常作用，甚至引发乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等癌症，威胁人类的健康（刘永华等，中国畜牧兽医，2011，38（7）：239-241）。

目前，食品安全性问题日益受关注，国内外对食品与环境中雌激素含量的检出限越来越低，因此检测要求越来越高。β-雌二醇作为雌激素中活性最强的一种，在食品与环境中的痕量筛选与检测显得尤为重要。当前β-雌二醇的筛选与检测方法主要有：高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱-质谱法(GC-MS)及液相色谱-质谱法(LC-MS)等（戴小华等，中国农学通报，2005，21（5）：131-183；刘芳等，解放军预防医学杂志，2011，29（5）：383-386）。但是，这些方法存在仪器设备复杂、测试操作人员技术要求高且不能现场采样测试等缺点，不利于生产实践中大规模的推广应用。为解决此问题，有人提出酶联免疫法（刘珒等，食品科学，2012，33（8）：146-150；胡双庆等，上海师范大学学报，2011，40（6）：591-596），该方法简便、快捷，但存在酶的价格昂贵，难保存，易失活的缺点，使实际应用受到限制。天然酶的这些缺点促使生物化学家们研究并寻求具有天然酶催化功能的模拟酶，如卟啉类模拟酶（Traylor T G,Xu R.J.Am.Chem.Soc.,1987,109(20):6201-6202）、冠醚（Peterson B R,et al.Chem.Biol1995,2(3):139-146）、环糊精（Liu Y.et al.Acc.Chem.Res.2006,39(10):681-691）及杯芳烃（袁立华等，有机化学,1992,2(6):583-584）等，但这些传统的模拟酶存在难分离、难回收、难再生；催化活性位点单一，催化效率低等缺点。中科院生物物理研究所阎锡蕴研究小组发现磁性氧化铁纳米粒子具有内在的过氧化物模拟酶活性（Gao等,Nat.Nanotechnol.2007,2(9):577-583）。因纳米粒子比表面积大，表面活化中心多，催化活性和催化效率高而使磁性纳米模拟酶的研究备受关注（Ding等，Analytical Chemistry，2012，82：5897-5899；聂冬霞，华东师范大学，2011；高原，吉林大学，2012）。

目前，Fe₃O₄模拟酶的研究局限于只模拟酶的辅基结构，且裸露的Fe₃O₄容易团聚、易失活，催化活性不如天然酶（梁敏敏等，东南大学学报，2011，30：105-107；郭祖鹏等，磁性材料及器件，2012，43：9-19）。因此，制备分散稳定性高、使用寿命长及类酶活性高的Fe₃O₄的纳米粒子具有十分重要的意义。徐琰清用SiO₂包裹Fe₃O₄制备了四氧化三铁/二氧化硅复合颗粒，有效地阻止了Fe₃O₄粒子之间的团聚，增加了其分散稳定性（徐琰清，华东师范大学，2011）；Zhang等采用普鲁士蓝对磁性纳米粒子表面进行修饰来提高其催化活性（Zhang X,et al.J Mater.Chem.,2010,20:5110-5116）；Su等人（Su等,Analytical Chemistry,2012,84:5753-5758）和Shi等人（Shi等,Chem.Commun.,2011,47:10785-10787）通过贵金属掺杂的磁性纳米粒子来提高其催化活性，如ZnFe₂O₄、CoFe₂O₄纳米粒子。β-环糊精具有“内疏水，外亲水”的筒状刚性结构，尺寸适宜的客体分子可进入其内腔形成包合物，是广泛使用的传统模拟酶。目前文献报道的环糊精修饰磁性纳米粒子多用于食品、环境样品中待测组分的分离和富集,有关其类过氧化物酶活性的研究以及在雌二醇快速检测中的应用，尚未见文献报道。

发明内容