一种新型的基于分子印记空心纳米粒子的化学发光免疫传感器，并用于有机磷农药残留物高选择性的在线富集和高灵敏的化学发光探测。主要包括在功能化双键修饰的SiO2表面印记CPF分子，形成颗粒均匀的芯-壳型印记纳米粒子，利用HF蚀刻芯-壳型印记粒子中SiO2核，获得印记空心粒子。通过PVA固定印记空心粒子于聚丙烯柱内，以制备稳定的分子印记柱，并将该分子印记柱连接到一个流动体系中，通过计算机程序精确控制实现分析样品的在线富集和化学发光检测的自动化和程序化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子印记传感
，特别是构建基于表面印记空心粒子的化学发光免疫传感器的方法，实现对环境中痕量有机磷农药残留物的在线富集和发光探测。
技术介绍
有机磷毒死蜱(CPF)能抑制神经系统正常功能所必需乙酰胆碱酯酶的活性，因而，CPF广泛用作为农业、家庭等场所的杀虫剂。残留到农产品和自然环境中CPF会对人类健康和生态环境造成极大危害。为了人类健康和环境保护，当务之急是建立一个选择性好和灵敏度高的CPF检测方法。到目前为止，CPF及其代谢物的分析方法主要包括气相色谱 /质谱(GC/MS)和液相色谱/质谱(LC/MS)等。但这些仪器分析技术需要昂贵的仪器，繁琐的样品预处理和准备，以及训练有素的技术人员。另一方面，目前基于抗体、酶、特异蛋白和DNA等生物活性物质作为识别元件的化学/生物传感器在有机磷农残检测中取得重大突破，但是生物识别敏感材料如抗体、酶、特异蛋白和DNA等生物分子性质不稳定，受环境影响大，价格极为昂贵。因此使用生物敏感材料制作的化学/生物传感器比较脆弱，使用寿命短，在苛刻条件下可能失去敏感特性，这严重阻碍了化学/生物传感器的发展和普及。近来，使用分子印记材料代替生物材料作为识别元件的化学传感器取得一些进展，但目前分子印记在传感器中应用主要存在以下两方面困难，一是通过传统方法制得的印记聚合物的模板分子及其被除去后留下的识别位点大都包埋在高交联密度的聚合物内部，从而导致了分子印记效率的严重降低，印记材料结合动力学慢，限制其作为有效的传感器识别元件。二是如何将目标分子与分子印记位点的敏感结合作用转化成易于读出的信号。一般来说，印记聚合物具有较弱的导电性和光学性质，因此分子印记传感器的信号获取也限制分子印记传感器的发展。
技术实现思路
为了克服上述现有方法的诸多不足，本专利技术的目的是提供一种基于分子印记空心纳米粒子作为高选择性分子识别元件的化学发光免疫传感器的方法，并用于环境样品中痕量CPF的高选择富集和高灵敏探测。本专利技术的技术方案如下一种新型的基于分子印记空心粒子的化学发光免疫传感器研制的方法。其特征在于在含有功能化双键基团修饰的SiO2粒子表面制备含有拥有高密度有效印记位点的芯-壳型CPF分子印记纳米粒子，再利用HF溶液蚀刻芯-壳型印记材料中二氧化硅核，以获得CPF印记空心纳米粒子。进一步通过用PVA作为固定剂将制备的 CPF印记空心纳米粒子固定在一个聚丙烯柱中，并安装到一个流动体系中，实现对样品中痕量的CPF分子高选择在线富集，结合高灵敏的化学发光反应，实现对痕量CPF的高灵敏的探测。其具体包括以下步骤1、通过表面印记技术制备CPF分子印记空心纳米粒子，其主要过程包括(1)在无水甲苯溶剂中，利用硅烷化反应将3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPQ接枝到SiO2纳米粒子表面，形成含有功能化双键修饰的MPS-SiA粒子；(2)MPS-SiO2粒子悬浮在含有功能单体(丙烯酸)和交联剂(EGDMA)，模板分子(CPF)和引发剂(AIBN)的乙腈溶液中， 通过控制聚合温度来控制聚合反应选择性地发生在MPS-S^2粒子表面，以形成颗粒均勻的芯-壳型印记纳米粒子；(3)用HF溶液蚀刻芯-壳型印记纳米粒子中SiO2核，获得分子印记空心纳米粒子；(4)用50mM NaOH的90%甲醇溶液作为提取溶剂，除去分子印记空心纳米粒子中的模板CPF分子，即得到具有对CPF分子高选择识别功能的分子印记空心纳米粒子。2、通过流动体系实现对CPF分子高选择在线富集和高灵敏发光检测，建立了基于分子印记空心粒子的化学发光免疫传感分析。其主要过程包括(l)20mg的印记空心纳米粒子被装进一个聚丙烯柱内，以制备分子印记柱，为了避免分子印记柱中印记空心纳米粒子的泄漏，本专利技术采用0. 2% PVA作为固定试剂用于固定印迹纳米粒子，以提高分子印记柱的使用寿命；(2)将分子印记柱连接到图1的流动体系中，以实现对复杂体系中CPF的高选择性富集与检测。具体过程为通过蠕动泵将含有CPF溶液泵入分子印记柱，利用分子印记柱中的印记空心纳米粒子实现对CPF的高选择性在线富集，再用蠕动泵将二次水泵入柱中，以除去非选择性吸附物质，提高分析选择性；然后将化学发光试剂鲁米诺和过氧化氢泵入分子印记柱，并与吸附到柱中的CPF反应，产生强烈的化学发光信号，实现对CPF的化学发光探测。最后在用蠕动泵泵入二次水清洗反应后的分子印记柱，以除去化学发光后残余在柱中的物质，使之重新恢复其分子识别功能，可用下一次发光测定。本专利技术的有益效果本专利技术建立的基于分子印记空心纳米粒子作为CPF高选择性分子识别元件的化学发光免疫传感器的方法，并用于环境样品中痕量CPF的高选择富集和高灵敏探测。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果1、本专利技术采用表面功能单体诱导技术在功能化双键修饰的SiO2表面印记CPF分子，以形成颗粒均勻的芯-壳型印记纳米粒子，进一步利用HF溶液蚀刻芯-壳型印记纳米粒子中SiOjI，获得CPF分子印记空心纳米粒子。与传统的分子印记聚合物相比较，分子印记空心纳米粒子具有较大的比表面积，较多的表面识别位点，较大的结合量和快速结合动力学。2、本专利技术采用0. 2% PVA固定CPF分子印记空心纳米粒子于一个聚丙烯柱内，以制备分子印记柱，本法有效地避免印记空心纳米粒子从分子印记柱中泄漏现象，以提高分子印记柱的使用寿命，实验证明该分子印记柱重复使用200次可以获得良好的重现性。3、本专利技术采用的流动系统通过计算机程序精确控制，分析样品的在线富集和检测实现自动化和程序化。4、本专利技术利用具有较大的比表面积的分子印记空心纳米粒子作为分子识别元件， 因此对目标分子拥有较高分子识别选择性，能实现对复杂样品中CPF的选择性检测。5、本专利技术利用高灵敏的化学发光信号表征目标分子与分子印记位点的敏感结合作用，因此该传感器具有较高的灵敏度，实验结果表明测定CPF检测限为0. 92nM。附图说明图1是本专利技术所采用的分子印记空心粒子化学发光免疫分析传感器示意图。图2是本专利技术制备CPF分子印记空心纳米粒子的原理示意图。图3是本专利技术所制备S^2粒子的SEM及其功能化修饰前后S^2的红外光谱图。图4是本专利技术制得的CPF芯-壳印记粒子及其CPF空心印记粒子的扫描、透射图。图5是本专利技术合成的CPF空心壳粒子的饱和结合量曲线和动力学曲线6是本专利技术合成的CPF印记或非印记空心粒子对水相中CPF选择性吸附。图7是本专利技术合成的CPF印记空心粒子非选择性吸附物质的洗脱。图8是本专利技术采用分子印记空心粒子化学发光免疫分析的化学发光响应曲线。根据附图进一步解释具体实施例方式图1是本专利技术采用的分子印记空心粒子化学发光免疫分析传感器示意图。本专利技术通过图1流动体系实现对CPF分子高选择在线富集和高灵敏发光检测，首先将换向阀连接到蠕动泵2，蠕动泵2以3. OmL mirT1速度将CPF溶液泵入分子印记柱中，溶液中的CPF被选择性吸附到分子印记柱中。经过120秒的吸附后，以二次水替代样品溶液，蠕动泵2以3. OmL mirT1速度将二次水泵入分子印记柱中，洗脱非选择性吸附到印记材料物质，提高分析的选择性，当清洗90秒后，蠕动泵2关闭，换向阀转向蠕动泵1，通过蠕动泵1将化学发光试剂鲁米诺和过氧化氢溶液分别以2. 5mL mirT1本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种新型的基于分子印记空心纳米粒子的化学发光免疫传感器，并用于有机磷农药残留物高选择性在线富集和高灵敏的化学发光探测。其特征是：在含有功能基双键修饰的ＳｉＯ２粒子表面制备含有高密度有效印记位点的芯－壳型有分子印记纳米粒子，通过利用ＨＦ溶液蚀刻芯－壳型印记材料中ＳｉＯ２核，以获得分子印记空心纳米粒子，进一步通过用聚乙烯醇作为固定剂将制备的印记空心纳米粒子固定在一个聚丙烯柱中，结合高灵敏的化学发光反应，一种基于分子印记空心纳米粒子作为选择性识别元件的化学发光免疫传感被建立，该传感器适用于用于环境样品中痕量有机磷残留物的在线富集和检测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢成根，李淮芬，李善奇，许可，刘传芳，李林刚，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：34
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