[发明专利]叠氮多巴胺和羧基聚乙二醇修饰的Fe/Fe3O4纳米粒子及制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种Fe/Fe₃O₄纳米粒子及制备和应用，尤其是涉及一种叠氮多巴胺和羧基聚乙二醇修饰的Fe/Fe₃O₄纳米粒子及制备和应用。

背景技术

传感器是一种检测装置，能够实现信号的采集、传输、处理、显示和控制等要求。从简单的日常生活到航空航天、海洋探测等高精尖技术，以及复杂的工程系统都离不开传感器。传感技术在推动经济发展，促进社会进步方面起着十分重要的作用。传感器可以分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。核磁共振传感器是基于核磁共振技术开发的新型传感器。

核磁共振利用核自旋产生磁矩，将样品放入外加的磁场中，核自旋本身的磁场在外加磁场下重排，大多数核自旋会处于低能状态。我们另外施加电磁场使低能态的核自旋转向高能态，撤去另外施加的电磁场后，核自旋又回到平衡态。核自旋回到平衡态的过程便会释放出射频，这就是核磁共振(NMR)讯号。核磁共振传感器可以产生NMR讯号。核磁共振传感器通过改变局部或整体T₁、T₂弛豫时间来提高信号差异，从而实现传感功能。核磁共振传感器主要分为两类，一种由磁性纳米粒子构成，另一种由顺磁性或超顺磁性的金属离子构成。对磁性纳米粒子和顺磁性或超顺磁性的金属离子表面进行修饰就形成了核磁共振传感器(MR Sensor)。

由于磁性纳米粒子结合了纳米材料和磁性材料双方的优点而具有独特、优越的物理、化学性质而受到人们的重视，成为了近年来比较热门的一种材料。磁性纳米粒子在单分散态和聚集态时的磁学性质不同，弛豫率差别很大。我们在磁性纳米粒子表面进行修饰，然后通过靶向作用或其它手段使纳米粒子在单分散和聚集态之间进行转换，引起周围的水分子或质子的弛豫率发生改变，从而检测出目标物质。例如：Wenwei Ma等人用两种不同序列的寡核苷酸分别修饰Fe₃O₄纳米粒子，得到两种不同的磁性纳米粒子。因为Hg²⁺能与两个寡核苷酸胸腺嘧啶(T)形成稳定的 T-Hg²⁺-T结构，所以当Hg²⁺不存在时，纳米粒子成单分散状态，此时溶液的T₂值较大；当加入Hg²⁺时，两种纳米粒子相互团聚，形成纳米簇，使溶液的T₂值变小，加入Hg²⁺的浓度不同，T₂值的减小程度不同，根据T₂值的改变可以测出Hg²⁺的浓度。

核磁共振传感器应用广泛，可以用来检测金属离子、小分子、DNA、蛋白质、细菌和病毒以及分子间的相互作用。例如：Zhou Xu等人(Zhou Xu,Hua Kuang,Wenjing Yan,et a1.,Facile and rapid magnetic relaxation switch immunosensor for endocrine-disrupting chemicals,Elsevier B V,2012,32,183-187)根据抗原-抗体生物识别作用，以超顺磁性的氧化铁纳米粒子为核，并在其表面进行修饰，合成了一种磁化学传感器来检测内分泌干扰物质2,2-二(4-间苯二酚)丙烷(BPA)。Mehmet V.Y.等人(Mehmet Veysel Yigit,Debapriya Mazumdar,Hee-Kyung Kim et a1.,Smart“Turn-on”magnetic resonance contrast agents based on aptamer-functionalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles,ChemBioChem,2007,8,1675-1678)以超顺磁性的氧化铁纳米粒子为核，在核的表面分别修饰两种不同的适配体，形成两种不同的适配体功能化的超顺磁性氧化铁纳米粒子，来检测腺苷。核磁共振传感技术作为一种可靠、快捷、无创的检测手段，在许多领域都有应用。同时，核磁共振传感技术作为一种新的、简单方便、发展迅速的检测方法，在很多方面还需要进一步研究。