CN104122249A - 一种唾液中毒品代谢物现场的检测方法 - Google Patents

一种唾液中毒品代谢物现场的检测方法 Download PDF

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本发明公开了一种唾液中毒品代谢物现场的检测方法，具体的说是将“环境绿色”的植物源植酸钠作为模板和桥连剂制备金纳米粒子点缀的四氧化三铁复合磁性纳米粒子并将其作为具有磁响应的表面增强拉曼散射基底，通过磁优化手段和便携式拉曼仪现场检测唾液中毒品代谢物的研究方法。本发明的优点是：利用源于植物的植酸钠作为模板和桥连剂制备具有磁响应的表面增强拉曼散射基底，制备方法简单，绿色环保，成本低且灵敏度高。采用便携式拉曼光谱仪和磁优化手段可以实现现场检测唾液中的毒品代谢物，检测时间少于五分钟，方便快捷且准确度高，有效的监测吸烟人群，有利于人类的健康。

Description

一种唾液中毒品代谢物现场的检测方法
技术领域
本发明涉及一种唾液中毒品代谢物现场的检测方法，具体的说是将“环境绿色”的植物源植酸钠作为模板和桥连剂制备金纳米粒子点缀的四氧化三铁复合磁性纳米粒子并将其作为具有磁响应的表面增强拉曼散射(SERS，以下同)基底，通过磁优化手段和便携式拉曼仪现场检测唾液中毒品代谢物的研究方法。 
背景技术
近几年，复合性磁性纳米粒子的研究成了一大热门。复合性纳米粒子一般都能综合单体的特性，所以其最大的特点是它的多功能性。因此它被广泛应用于如痕量检测、污染物分离、分子识别等诸多领域。而制备复合性纳米粒子的方法一般都较困难，所以能用一种简单有效地方法制备出理想的复合性纳米粒子也是现在研究的热点。 
复合性纳米粒子的研究方向很多，其中用的较多的模型是在氧化物纳米粒子表面加上贵金属元素形成复合物。其中对于氧化物纳米粒子而言，四氧化三铁因为其具有独特的磁性而被广泛研究；贵金属方面，金、银等纳米粒子也因为特殊的光学效应一直都是研究特点。但是因为Fe3O4易于团聚，所以制备单分散的Fe3O4纳米粒子显得尤为困难。另一方面，Fe3O4表面活性很低，所以直接在其表面构建贵金属又很困难。所有最好能找到 一种双重试剂，既能作为模板控制Fe3O4的形貌，又能作为桥梁连接贵金属，最好这种试剂还是无毒无害，对环境友好。 
科学家们预计，目前世界上每年死于吸烟的人达300万，到2025年将达到1000万，这意味着吸烟将是下个世纪的一大隐患。由吸烟而引起的各种疾病是不可逆转的，吸烟对人类的各种方面带来极大的危害。因此方便快捷的检测吸烟人群并及时的采取措施至关重要。烟的主要的成分是尼古丁，其经人体代谢后，尼古丁唾液中的主要代谢物是可替宁。因此检测唾液中的可替宁的含量就能很好的反映吸烟水平。所以一种准确快捷的手段检测唾液中毒品代谢物的方法是非常必要的。 
本文通过加入植酸钠作为模板和桥连剂制备了环保、高稳定性的金纳米粒子点缀的四氧化三铁复合磁性纳米粒子，将其用作磁响应的SERS基底，通过磁场诱导纳米粒子的聚集进行拉曼检测，得到磁优化的表面增强拉曼光谱，采用便携式拉曼仪器现场检测唾液中毒品代谢物。 
迄今为止，国内外尚未有利用金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子作为SERS基底，采用磁优化手段，现场检测唾液中毒品代谢物的理想方法。所以发明一种具有“绿色经济”、纳米颗粒稳定、工艺简单的复合磁性纳米粒子制备方法并将其用做磁响应的SERS基底，通过磁优化手段和便携式拉曼检测唾液中的毒品代谢物，从而现场便捷有效的监测吸烟人群是一个迫切需要解决的重要技术问题。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种唾液中毒品代谢物现场的检测方法，制备一种具有“绿色经济”、高稳定且工艺简单的金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子，将其用于SERS基底，采用磁优化手段和便携式拉曼仪，现场检测唾液中的毒品代谢物。 
本发明的目的是这样实现的： 
一种唾液中毒品代谢物现场检测方法，包括以下步骤： 
(1)用化学共沉淀方法制备四氧化三铁磁性纳米粒子，并以植酸钠为保护剂，产物室温下冷却，水洗三次； 
(2)将制备的四氧化三铁磁性纳米粒子在搅拌下加热至沸腾，滴加氯金酸溶液，搅拌8～10分钟，再加入柠檬酸三钠溶液,继续搅拌50～60分钟，将产物室温下冷却，水洗三次，制得由植酸钠保护的金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子； 
(3)将复合磁性纳米粒子作为磁响应的表面增强拉曼光谱散射基底，采用便携式拉曼光谱仪，通过磁场诱导纳米粒子的聚集进行拉曼检测，得到磁优化的表面增强拉曼光谱，用于现场检测唾液中毒品代谢物。 
植酸是从植物中直接蒸馏制得的，是一种环境友好型、经济的化学试剂。由于植酸分子含有六个不共面的磷酸酯键，对金属离子有很强的络合能力，而且植酸分子之间能自由络合形成胶束。胶束内部和表面都存在自由的磷酸酯键能与金属离子进行络合。因此首先以植酸为模板采用化学共沉淀方法制备四氧化三铁磁性纳米粒子，植酸外部暴露的自由的磷酸酯键又可以起桥连作用与金离子络合，加入还原剂柠檬酸三钠后，原位生成金 纳米粒子。从而形成了金纳米粒子点缀的四氧化三铁复合磁性纳米粒子。以复合磁性纳米粒子为SERS基底，采用磁场诱导拉曼增强的技术可以有效的增强待测物的拉曼信号，排除干扰，得到磁优化后的SERS图谱，检测过程采用便携式拉曼光谱仪，方便快捷的实现现场检测唾液中的毒品(尼古丁)及代谢物(可替宁)。实验结果表明，以植酸为模板和桥连剂制备的金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子稳定性高，用作磁响应的SERS基底，采用磁优化手段，实现有效的现场检测唾液中的毒品代谢物(可替宁)，整个操作过程少于五分钟且检测限问题50nM(8.8ppb),低于美国物质滥用和精神健康服务管理局制定的标准(50ppb)。 
本发明的优点是： 
1、利用源于植物的植酸钠作为模板和桥连剂制备具有磁响应的SERS基底，制备方法简单，绿色环保，成本低且灵敏度高。 
2、采用便携式拉曼光谱仪和磁优化手段可以实现现场检测唾液中的毒品代谢物，检测时间少于五分钟，方便快捷且准确度高，有效的监测吸烟人群，有利于人类的健康。 
附图说明
图1为本发明实施例所制备的四氧化三铁纳米粒子的TEM图。 
图2为本发明实施例所制备的金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子纳米粒子产物的EDX图。 
图3本发明实施例采用磁优化方法分离检测唾液中毒品代谢物的SERS图。 
图4本发明实施例采用磁优化方法检测唾液中的可替宁的SERS图。 
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明采用便携式拉曼光谱仪(Enwave)，激发波长为785nm,最大功率300mW。 
实施例： 
(1)四氧化三铁磁性纳米粒子通过化学共沉淀方法制备，并以植酸钠为保护剂。产物室温下冷却，水洗三次。 
(2)将上述制备的四氧化三铁磁性纳米粒子(0.12mg mL-1,100mL)在搅拌下加热至沸腾。滴加0.01mol/L氯金酸溶液0.5～1mL，搅拌8～10分钟。再加入0.01mol/L柠檬酸三钠溶液1～2mL,继续搅拌50～60分钟，将产物室温下冷却，水洗三次，制得由植酸钠保护的金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子。 
(3)将复合磁性纳米粒子作为磁响应的表面增强拉曼光谱散射基底，采用便携式拉曼光谱仪，通过磁场诱导纳米粒子的聚集进行拉曼检测，得到磁优化的表面增强拉曼光谱，用于现场检测唾液中毒品代谢物。 
图1是四氧化三铁纳米粒子的TEM图(a)以及金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子的TEM图(b)。采用化学共沉淀的方法，通过加入碱性物质，铁离子就会水解形成Fe3O4，由于植酸胶束的模板作用，Fe3O4的大小得到了很好的控制。图(a)中可以看出Fe3O4磁性纳米粒子粒径大约在5nm。通过植酸钠的桥连作用，点缀在Fe3O4磁性纳米粒子上的金纳米粒子的粒径大约在10nm见图(b)。 
图2是金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子的EDX图，可以看出有Fe和Au存在。 
图3是采用磁优化的方法，对唾液中毒品代谢物(可替宁)进行分离检测的SERS图。如图中所示，以金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子作为磁响应的SERS基底，在没有进行磁优化以前几乎检测不到可替宁，只检测到唾液本身的峰(998cm-1)见图3a,当用磁铁诱导纳米粒子聚集后，采用便携式光谱仪进行检测，可替宁的特征拉曼峰(1030cm-1、1052cm-1)清晰可见，见图3b。说明采用磁优化手段后可以很好的检测出唾液中的毒品代谢物(可替宁)。 
图4是以复合磁性纳米粒子作为SERS基底，采用便携式拉曼光谱仪结合磁萃取手段，对唾液中的毒品代谢物(可替宁)的一系列浓度进行检测。从图中可以看出可替宁在唾液中的检测限低至50nM(8.8ppb),低于美国物质滥用和精神健康服务管理局制定的标准(50ppb)。 

Claims (3)

1.一种唾液中毒品代谢物现场检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)用化学共沉淀方法制备四氧化三铁磁性纳米粒子，并以植酸钠为保护剂，产物室温下冷却，水洗三次；
(2)将制备的四氧化三铁磁性纳米粒子在搅拌下加热至沸腾，滴加氯金酸溶液，搅拌8～10分钟，再加入柠檬酸三钠溶液,继续搅拌50～60分钟，将产物室温下冷却，水洗三次，制得由植酸钠保护的金/四氧化三铁复合磁性纳米粒子；
(3)将复合磁性纳米粒子作为磁响应的表面增强拉曼光谱散射基底，采用便携式拉曼光谱仪，通过磁场诱导纳米粒子的聚集进行拉曼检测，得到磁优化的表面增强拉曼光谱，用于现场检测唾液中毒品代谢物。
2.根据权利要求1所述的唾液中毒品代谢物现场检测方法，其特征在于：步骤(2)中氯金酸溶液的浓度为0.01mol/L。
3.根据权利要求1所述的唾液中毒品代谢物现场检测方法，其特征在于：步骤(2)中柠檬酸三钠溶液的浓度为0.01mol/L。
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