[发明专利]基于Au‑Fe3O4复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器及制备

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振传感领域，尤其是涉及一种基于Au-Fe₃O₄复合纳米粒子的三聚氰胺双模式传感器及其制备方法和应用。

背景技术

传感器是一种装置，能接受规定的被测量并按照一定规律将其转化为有用信号的器件或装置。传感器可以分为三类，即物理传感器、化学传感器及生物传感器。物理传感器是检测物理量的传感器，它是利用某些物理效应，把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。化学传感器用化学或物理响应测定化学物质，对比于人的感觉器官，化学传感器大体对应于人的嗅觉和味觉器官。但并不是单纯的人器官的模拟，还能感受人的器官不能感受的某些物质，如H₂、CO。生物传感器通常应用某种生物敏感基元来检测化学物质，将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。生物传感器的优点是对生物物质具有分子结构的选择功能。所有这些装置必需与某种传感装置相联接，这样才可能检测到所发生的响应。组成部件主要包括：分析质、识别单元、传导器、测量装置。

国内外检验三聚氰胺的方法主要有高效液相色谱法，液相色谱-质谱/质谱法，气相色谱-质谱法，气相色谱-质谱/质谱法，免疫反应等方法，这些方法具有检测极限低，测量结果准确等优点，但缺点也相当突出，如仪器昂贵，不易普及，试剂不易保存等，特别是样品的前处理十分复杂，需要专业人员操作，耗时较长，检测费用高昂。

紫外可见分光光度仪作为一种最常见的光谱分析仪，利用经典的Au纳米粒子的紫外可见光谱吸收特征，加入分析物后由于改变了原来Au纳米粒子的原始状态，导致吸收光谱发生变化，通过检测这些微小的变化检测待检测析物。另外Au纳米粒子紫外可见分光光度法可以通过颜色的变化很直观的来检测，这就大大提高了检测的方便。

核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场同时作用，且满足一定条件时所发生的共振吸收现象，是一种利用原子核在磁场中的能量变化来获得关于核信息的技术。最早观察到核磁共振(NMR)信号的是美国的两个实验室，他们在同一时期内用不同的方法观察到了NMR现象：一个是斯坦福大学的Bloch F.领导的研究小组，另一个则是哈佛大学的Purcell E.M.领导的研究小组。NMR技术最初主要用于核物理研究方面，用它测量各种原子核的磁矩等，后来在化学分子的结构测量方面获得巨大进展，Bloch和Purcell两人因此获得了1952年的诺贝尔物理学奖。其中，Purcell观察到的是凝固态物质的NMR信号，Bloch观察到的是水的NMR信号。NMR技术主要应用在以下三大领域:(1)在化学上决定分子的化学结构式及分子间的相互作用；(2)在生物化学上决定蛋白质分子的3D结构并且阐释其结构序列与功能的关联性；(3)在医学上利用质子产生具有解剖功能的身体内部器官和组织的影像，即核磁共振成像学(MRI)的临床诊断功能，目前大多数存在的造影剂分为T₁造影剂(例如：Gd类、Mn类)和T₂造影剂(例如：Fe类)，这些具有磁性核的造影剂通过改变局部或整体T₁、T₂弛豫时间来达到提高信号差异，从而实现造影增强功能。对这些造影剂修饰通过修饰靶向因子，或特定的识别单元，产生核磁共振传感器(MR Sensor)。

核磁共振传感器主要依靠表面功能化的造影剂本身在不同状态(分散态和聚合态)下的磁学性质改变，引起周围水分子或质子的弛豫时间发生改变，从而达到检测的目的。比如：重金属粒子检测(Hg²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺⁾、病毒检测、小分子检测、细菌检测等。Hakho Lee、Ralph Weissleder、Lee Josephson等人在核磁共振传感器方面做了大量的工作，基于磁性纳米粒子系快速无损检测大分子，小分子，分子之间的相互作用等，通过数据放大直观检测磁信号的变化。核磁共振传感器作为一种新的、方便、简单的检测方法、其在不同模式下的检测原理、如何更加广泛的应用还需进一步的探索和研究。