一种用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱及其制备方法和应用，所述光子晶体微球毛细管柱以二氧化硅纳米粒子自组装的光子晶体为柱塞，以表面修饰有能够特异性识别赭曲霉毒素A的荧光核酸适配体的光子晶体微球为填料，并以填充方式制备该毛细管柱。本发明专利技术制备的光子晶体微球毛细管柱方便携带，能够利用毛细作用实现样品自动萃取，其中的光子晶体柱塞能够排除杂质干扰起到净化作用，并能够利用微球上修饰的荧光核酸适配体建立赭曲霉毒素A的柱上荧光检测分析方法。该检测分析方法对赭曲霉毒素A的检测简单快速、特异性高、成本低，克服了现有检测技术存在的缺点，满足了快速检测实际样品中赭曲霉毒素A的需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于分析检测，具体涉及一种用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]赭曲霉毒素(Ochratoxin)是一种有毒霉菌产生的次级代谢产物，主要包括A、B、C、D等7种结构类似物，其中赭曲霉毒素A(OTA)的毒性最强、最为常见、分布最广。OTA能够污染谷物及谷物产品、动物饲料以及食品如葡萄干等。赭曲霉毒素具有肾脏毒性、肝脏毒性、免疫毒性，可以引起人畜的急、慢性中毒，而且具有致癌、致畸、致突变的潜在危害，被国际肿瘤研究中心(IARC)定为II B类致癌物。世界上很多国家和组织都制定了食品、饲料等产品中赭曲霉毒素的相关法规和限量标准，并大力开发快速检测技术。赭曲霉毒素的常用检测方法有薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、液相色谱法(HPLC)、毛细管电泳(CE)、酶联免疫吸附法(ELISA)等等。这些常见方法均能够对赭曲霉毒素A进行定性定量分析，在保障食品安全和人们健康方面起着非常重要的作用，但是这些方法均存在一些缺点，比如：样品前处理复杂、仪器昂贵、检测成本高等，而且随着人们生活水平的提高，人们对农产品、饲料和食品的质量要求越来越高，传统的检测方法已不能满足现在的检测需求。因此建立一种操作简单、特异性高、成本低的检测方法，对赭曲霉毒素进行有效监控是十分必要的。
[0003]目前，纸层析试纸条在线检测OTA被广为应用。但是该技术方法也存在着大量缺点，如饱和层析时间过长、滤纸较薄、分子探针固定量小、不宜做制备层析用，操作繁琐和滤纸中心边缘渗透速度不均一，影响分离效果，检测目标物数量有限，不能平行检测样本等。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱，该光子晶体微球毛细管柱可以利用毛细现象萃取样品中的赭曲霉毒素A，基于核酸适配体上荧光基团建立赭曲霉毒素A的荧光检测分析，有效解决了样品前处理难以实现自动富集、净化、微量化的问题，以及现有技术产品难以实现在线、快速、高通量检测的问题。
[0005]本专利技术还提供所述用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱的制备方法和应用。
[0006]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术所述光子晶体微球毛细管柱以二氧化硅纳米粒子自组装柱为柱塞及光子晶体微球为填料，在微球表面修饰能够特异性识别赭曲霉毒素A的荧光核酸适配体，再采用填充方式制备毛细管柱，用于实际样品中赭曲霉毒素A的柱上荧光检测分析。
[0007]其中，所述能够特异性识别赭曲霉毒素A的荧光核酸适配体为5
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[0008]其中，所述柱塞是由二氧化硅纳米粒子自组装形成的光子晶体。
[0009]本专利技术所述的光子晶体微球毛细管柱的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)光子晶体微球的制备；
[0011](2)光子晶体微球表面的修饰：采用双氧水与浓硫酸的混合液处理步骤(1)制备的光子晶体微球，再用2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对微球表面进行环氧基团的修饰；
[0012](3)荧光核酸适配体的固定：通过环氧开环反应将含有荧光基团的能够特异性识别赭曲霉毒素A的适配体固定于经过步骤(2)表面修饰的微球表面；
[0013](4)制备毛细管柱的柱塞：取毛细管取中间部位标记，在中间偏左或右的位置加热使其熔化，待其快要融化时，将毛细管提拉同时向双向水平拉长，但不可拉断，最后中间标记处切断，将较长的毛细管插入二氧化硅乳液中，使二氧化硅乳液充满毛细管后，水平取出，倾斜，室温条件下静置，结束后竖直悬挂放置，再煅烧以形成更加稳固的二氧化硅光子晶体柱，即含二氧化硅纳米粒子自组装的光子晶体柱塞的毛细管柱；将经过步骤(4)制备得到的微球填充到具有该柱塞的毛细管柱中，获得光子晶体微球毛细管柱。
[0014]其中，步骤(3)所述的含有荧光基团的能够特异性识别赭曲霉毒素A的适配体为5
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[0015]其中，步骤(4)通过中间偏左或右的位置为毛细管取中间部位偏左或者右10-15mm。
[0016]其中，步骤(4)所述光子晶体柱塞，其中二氧化硅纳米粒子所用毛细管柱的材质为透明玻璃或石英，内径小于或等于0.5mm。
[0017]其中，所述光子晶体微球的粒径小于或等于0.5mm，与毛细管内径相匹配。
[0018]作为优选，所述光子晶体微球的粒径约为480μm。
[0019]本专利技术所述的光子晶体微球毛细管柱在赭曲霉毒素A选择性吸附中的应用。
[0020]本专利技术所述的光子晶体微球毛细管柱在赭曲霉毒素A定量检测分析中的应用。
[0021]其中，所述定量检测分析，将利用光子晶体微球毛细管柱的毛细作用选择性吸附样品中的赭曲霉毒素A，经过清洗后，测定该微球的荧光信号值，同时测定空白荧光信号值，根据荧光信号差值采用标准曲线法进行赭曲霉毒素A的定量分析。
[0022]本专利技术以二氧化硅纳米粒子自组装的光子晶体为柱塞，起到过滤、净化样本和支撑微球作用，本专利技术以光子晶体微球为载体，在微球表面修饰核酸适配体用于特异性识别赭曲霉毒素A，通过填充方式制备毛细管柱，利用毛细作用实现样品自动萃取，基于核酸适配体上的荧光基团实现荧光检测分析。该检测方法简单快速，特异性高和成本低，所用毛细管柱方便携带，对赭曲霉毒素A的线性检测范围为1-100ng/mL，样品量仅需2μL，克服了现有检测技术存在的缺点，满足快速检测实际样品中赭曲霉毒素A的需求。
[0023]本专利技术利用毛细管的毛细作用吸附原理，自动将微量样品吸入毛细管内。首先利用二氧化硅自组装光子晶体柱进行初步净化，然后利用功能化的光子晶体微球纳米微孔进行选择性富集和净化样品中的OTA，而该OTA能够被微球表面的特异性适配体结合，并引起微球表面荧光的变化来实现OTA的特异性、高灵敏度和快速的检测分析。本专利技术所述的毛细管柱及分析方法，可以实现赭曲霉毒素A的柱上荧光检测分析，具有如下特点和优势：1)解决了现有技术难以对样品前处理快速自动富集、净化、微量化的问题；2)解决了现有技术难以在线、快速、高通量检测的问题；3)试剂用量更少，分析时间较短，大大的提高了检测的效
率以及检测的灵敏性。本专利技术的光子晶体微球毛细管柱的构建和检测如图7所示。
[0024]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0025](1)本专利技术使用预先制备好的光子晶体微球，易于通过调节微球尺寸和表面修饰基团，提高填充柱的应用灵活性；采用常规填充方式制备光子晶体毛细管柱的技术方式，具有操作简单，易于实现规模化生产的优势本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱，其特征在于，所述光子晶体微球毛细管柱以二氧化硅纳米粒子自组装的光子晶体为柱塞，以表面修饰有能够特异性识别赭曲霉毒素A的荧光核酸适配体的光子晶体微球为填料，以填充方式制备而成。2.根据权利要求1所述的用于检测赭曲霉毒素A的光子晶体微球毛细管柱，其特征在于，所述能够特异性识别赭曲霉毒素A的荧光核酸适配体为5
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2-GAT CGG TGG GTG GCG TAA AGG GAG CAT CGG ACA-Cy3-3
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。3.一种权利要求1所述的光子晶体微球毛细管柱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)光子晶体微球的制备；(2)光子晶体微球表面的修饰：采用双氧水与浓硫酸的混合液处理步骤(1)制备的光子晶体微球，再用2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对微球表面进行环氧基团的修饰；(3)荧光核酸适配体的固定：通过环氧开环反应将含有荧光基团的能够特异性识别赭曲霉毒素A的适配体固定于经过步骤(2)表面修饰的微球表面；(4)制备毛细管柱的柱塞：取毛细管取中间部位标记，在中间偏左或右的位置加热使其熔化，待其快要融化时，将毛细管提拉同时向双向水平拉长，但不可拉断...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，李前进，李明达，梁宝文，卓思琪，孙佳隆，焦赛赛，王思伟，金雨，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：