[发明专利]一种检测致病菌的纳米生物探针及其制备方法

说明书

本发明提供一种检测致病菌的纳米生物探针及其制备方法，所述纳米生物探针由磁性核壳纳米结构和针对致病菌的特异性识别分子偶联组成，所述磁性核壳纳米结构以四氧化三铁颗粒为核心、嵌有铂纳米颗粒的二氧化硅层为壳层，整体带负电，具有模拟过氧化物酶活性。本发明提供的纳米生物探针具有模拟过氧化物酶活性，可以利用色度法进行快速检测致病菌是否存在。本发明提供的制备方法工艺简单、可操作性强且环境友好，制得的纳米生物探针能够达到快速检测致病菌的目的和效果，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及新型纳米材料制备领域，尤其涉及一种检测致病菌的纳米生物探针及其制备方法。

背景技术

致病菌是能引起疾病的微生物，也被称为病原微生物，其包括细菌、病毒、螺旋体、立克次氏体、衣原体、支原体、真菌及放线菌等。

致病性细菌不仅严重地损害人类的健康，也给经济造成重大影响，已成为国际上最突出的公共卫生问题之一。传统方法检测致病菌(如大肠杆菌，金黄色葡萄球菌等)首先要采集样品进行富集培养,使被检测菌的数量在样品中达到可检测的水平，然后才能根据形态特征观察及一系列生理生化特性鉴定，该过程耗时较长，一般需要3～5天。因此，迫切地需要快速、特定和灵敏的方法来检测致病菌，特别是在线、实时的监测。

目前，快速检测致病菌的方法包括小型生物化学测试、免疫学测试、基于核酸探针的方法、聚合酶链反应等。但是上述方法也存在设备复杂，假阳性等问题，而且需要细菌的前期富集等操作，还不能完全满足市场的需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种检测致病菌的纳米生物探针及其制备方法。

本发明提供一种检测致病菌的纳米生物探针，由磁性核壳纳米结构和针对致病菌的特异性识别分子偶联组成，所述磁性核壳纳米结构以四氧化三铁颗粒为核心、嵌有铂颗粒的二氧化硅层为壳层，整体带负电，具有模拟过氧化物酶活性。

上述技术方案中，纳米生物探针中的磁性核壳纳米结构具有超顺磁性和模拟过氧化物酶活性，纳米生物探针先通过超顺磁性将待测致病菌进行富集，然后利用其模拟过氧化物酶活性，可向待测体系中加入过氧化氢和TMB，基于ELISA法根据最终颜色的深浅有无进行致病菌的定性或定量分析，具有快速且灵敏度高的优点，特别适用于对致病菌的在线实时监测，具有良好的应用前景。

优选地，所述磁性核壳纳米结构的尺寸为30～50nm，其中四氧化三铁颗粒大小为10～20nm，二氧化硅层厚度为5～10nm，铂颗粒大小为2～3nm。

优选地，所述特异性识别分子为抗体、靶向多肽、核酸适配体和抗生素中的一种或多种。

本发明还提供上述纳米生物探针的制备方法，包括以下步骤：

(1)应用反向微乳法将有机相中的四氧化三铁进行二氧化硅包覆，制备得到四氧化三铁-二氧化硅颗粒；

(2)对所述四氧化三铁-二氧化硅颗粒进行氨基化修饰，使其表面带正电；

(3)通过静电吸附作用使铂颗粒负载在所述带正电的四氧化三铁-二氧化硅颗粒表面，制备得到磁性核壳纳米结构；

(4)将所述磁性核壳纳米结构和针对致病菌的特异性识别分子进行偶联。

上述制备方法工艺简单、可操作性强且环境友好，制得的纳米生物探针能够达到快速检测致病菌的目的和效果。

优选地，所述步骤(1)具体包括：将分散在有机相中的四氧化三铁分散在聚乙二醇辛基苯基醚/正己醇/水混合溶液中，形成反向微乳体系，然后添加氨水和正硅酸乙酯，使正硅酸乙酯在碱性环境下水解形成二氧化硅包覆层。

优选地，所述四氧化三铁应用溶剂热法制备，分散在环己烷中浓度为1～10mg/mL，更优选为1mg/mL。