CN107309436A - 一种金磁纳米颗粒及其制备方法与应用 - Google Patents

一种金磁纳米颗粒及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒及其制备方法与应用，本发明采用柠檬酸钠还原法制备粒径分布均匀的金纳米颗粒，再以Fe3O4纳米颗粒作为磁性核心，将金纳米颗粒组装在Fe3O4表面，形成形貌一致、分散性好、具有核壳结构的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒；该金磁纳米颗粒能在外磁场中快速分离，表面包覆具有良好表面增强拉曼效应的金纳米颗粒，以该金磁纳米颗粒作为SERS的检测基底，将检测样品快速浓缩，提高检测灵敏度，利用表面增强拉曼光谱技术快速检测三聚氰胺。

Description

一种金磁纳米颗粒及其制备方法与应用
(一)技术领域
本发明涉及一种新型的金磁纳米颗粒及其制备方法，以及在表面增强拉曼光谱法检测三聚氰胺中的应用。
(二)背景技术
三聚氰胺(Melamine，C3N3(NH2)3)，俗称密胺、蛋白精。其本身的毒性较低，成年人体内的三聚氰胺，大部分可以排出体外，但如果与三聚氰酸同时存在，会反应生成人体无法溶解的氰尿酸三聚氰胺，三聚氰胺的长期摄入将对人体造成严重危害，引发膀胱结石、肾结石甚至膀胱癌等疾病。尤其在胃酸参与作用下，三聚氰胺在体内的消化过程中会自身部分转化为三聚氰酸，这些生成的三聚氰酸与未转化的三聚氰胺结合而形成结晶，造成肾结石，进而堵塞肾小管，甚至导致肾衰竭。2007年3月，在美国含三聚氰胺的宠物食品引发猫狗等动物死亡，2008年8月，在中国含三聚氰胺的婴幼儿奶粉，使儿童出现了不同程度的中毒事件，甚至出现肾结石及泌尿系统的代谢疾病。
目前检测三聚氰胺的方法有高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱-质谱联用法(LC-MS)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、试剂盒检测法(ELISA)、红外光谱法、浊度法等。HPLC法灵敏度高、选择性好、可以同时检测多种物质，但检测之前需要对样品进行复杂耗时的前处理，不适合现场快速检测。LC-MS法及GC-MS法设备昂贵、操作复杂、测试费用高且需要专业人员，仅限实验室检测。红外光谱法检测速度快、试样用量少，操作简单，但分析灵敏度较低，定量分析误差较大。ELISA法操作简单、分析时间较短，方便大批量筛选，但重现性不佳且需要专业人员在实验室进行检测操作，难以实现现场快速分析。
直接运用表面增强拉曼光谱对三聚氰胺进行检测，无法达到检测限要求，检测灵敏度较低。一般方法制备的金磁纳米颗粒包覆的金颗粒较少，磁浓缩后利用表面增强拉曼光谱测量也达不到检测限要求，给表面增强拉曼光谱的快速检测特点的发挥带来较大的影响，无法普及。
(三)发明内容
本发明目的在于提供一种新型的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒及其制备方法与应用，该金磁纳米颗粒能在外磁场中快速分离，表面包覆具有良好表面增强拉曼效应的金纳米颗粒。以该金磁纳米颗粒作为SERS的检测基底，将检测样品快速浓缩，提高检测灵敏度，利用表面增强拉曼光谱技术快速检测三聚氰胺。
本发明采用如下技术方案：
一种Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，由如下方法制备得到：
(1)金纳米颗粒溶液的制备
将水加热至95～101℃，然后加入氯金酸，搅拌均匀后加入3wt％～6wt％柠檬酸钠溶液，保温反应5～15min，制得金纳米颗粒溶液，0～10℃保存备用；
所述氯金酸与水的质量比为1：4000～6000；
所述柠檬酸钠溶液与水的体积比为1：500～1500；
(2)磁纳米颗粒的修饰
将Fe3O4纳米颗粒分散于蒸馏水A中，然后加入无水乙醇A，用氨水(浓度为20wt％～25wt％)调节pH为9～11，超声(功率为200W～600W，下同)4～6min，加入四乙氧基硅烷，超声反应5～7h，之后磁分离收集颗粒，加到无水乙醇B中，用冰乙酸调节pH为5～7，超声4～6min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷，超声反应16～20h，之后磁分离收集颗粒，洗涤后即得表面修饰有-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒，分散在蒸馏水B中备用；
所述蒸馏水A、无水乙醇A、无水乙醇B的体积用量以Fe3O4纳米颗粒的质量计各自为450～550mL/g、2250～2750mL/g、2250～2750mL/g；
所述四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷的体积用量以Fe3O4纳米颗粒的质量计各自为1.5～2.5mL/g、0.75～1.25mL/g、0.75～1.25mL/g；
(3)Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒的合成
取步骤(2)制备的分散在蒸馏水B中的表面修饰有-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒，磁分离弃去上清液后，加入步骤(1)制备的金纳米颗粒溶液中，振荡(采用机械振荡器，功率为150～300转/分，下同)3.5～4.5h，之后磁分离弃去上清液，收集固体颗粒，即完成一次金纳米颗粒的组装，将所得固体颗粒再加入步骤(1)制备的金纳米颗粒溶液中，重复上述组装过程3～4次，得到具有核壳结构的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒；
所述一次金纳米颗粒的组装，推荐所述金纳米颗粒溶液的体积用量以Fe3O4/SiO2纳米颗粒的质量计为2～3mL/mg；所述重复上述组装过程，所述金纳米颗粒溶液的体积用量以前次得到的固体颗粒的质量计为2～3mL/mg；
所得Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒分散于蒸馏水中保存，后续应用时，只要通过磁分离弃去上清液，即可收集产品并进行使用。
以上所述“蒸馏水A”、“蒸馏水B”、“无水乙醇A”、“无水乙醇B”没有特殊的含义，均为通常意义上的“蒸馏水”、“无水乙醇”，标记为“A”、“B”只是用于区分不同操作步骤中用到的“蒸馏水”、“无水乙醇”。
本发明制得的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒可作为检测基底应用于表面增强拉曼光谱法检测三聚氰胺中。具体的，所述应用的方法为：
(a)拉曼基底氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒(Fe3O4/Au/AOA)的合成
将5-氨基乳清酸(AOA)溶解于磷酸盐缓冲溶液(PBS)中，接着加入活性酯聚乙二醇巯基(NHS-PEG-SH)，在室温(20～30℃，下同)下振荡反应6～7h后得到混合液，将所得混合液用PBS溶液透析10～14h(将脱落的-NHS活性酯基团及多余的氨基乳清酸去除)，与本发明制备的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒混合，在室温下振荡反应24～25h，之后磁分离收集固体颗粒，用蒸馏水洗涤后，即得氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒，分散于蒸馏水中并于0～10℃下保存备用；
所述的磷酸盐缓冲溶液由磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钠溶于水中配制而成，且所述的磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钠与水的质量比为1：14：34：4000；
所述磷酸盐缓冲溶液的体积用量以5-氨基乳清酸的质量计为150～250mL/g；
所述5-氨基乳清酸、Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒、活性酯聚乙二醇巯基的质量比为1：0.5～1∶2；
(b)氨基乳清酸修饰的罗丹明(RBIC/AOA)溶液的制备
将异硫氰酸罗丹明B(RBIC)溶于二甲基甲酰胺A中，得到溶液A；将5-氨基乳清酸(AOA)溶于二甲基甲酰胺B中，得到溶液B；将所述溶液A与溶液B等体积混合，室温下振荡反应23～25h，之后用二甲基甲酰胺C透析以除去多余异硫氰酸罗丹明B，得到氨基乳清酸修饰的罗丹明溶液；
所述二甲基甲酰胺A的体积用量以异硫氰酸罗丹明B的质量计为45～55mL/g；
所述二甲基甲酰胺B的体积用量以5-氨基乳清酸的质量计为170～175mL/g；
所述“二甲基甲酰胺A”、“二甲基甲酰胺B”、“二甲基甲酰胺C”没有特殊的含义，均指通常意义上的二甲基甲酰胺，标记为“A”、“B”、“C”只是用于区分不同操作步骤中所用到的二甲基甲酰胺；
(c)三聚氰胺标准品检测
取步骤(a)合成的氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒(溶液形式)、步骤(b)制备的氨基乳清酸修饰的罗丹明溶液、三聚氰胺标准品，将三者混合配制一系列不同浓度的标准溶液，振荡反应10～20min后，将所述的标准溶液分别用移液枪转移到凹面载玻片上，并于凹面载玻片下用一圆形钕铁硼磁铁将金磁纳米颗粒聚集成点，用激光拉曼光谱仪照射，激光波长为785nm，功率为120mW，积分时间为1s，分别以标准溶液中三聚氰胺的浓度为横坐标，以异硫氰酸罗丹明B拉曼光谱图中位于1510cm-1处的伸缩振动峰峰强的对数为纵坐标进行标准曲线的绘制，得到三聚氰胺定量分析的标准工作曲线；
所述的标准溶液中，氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒的浓度范围在2～3mg/mL，氨基乳清酸修饰的罗丹明的浓度范围在0.3～0.5μg/mL，三聚氰胺标准品的浓度范围在1～15μg/mL。
与已有的技术相比较，本发明的有益效果如下：
1.在拉曼光谱中，RBIC在1510cm-1处的伸缩振动峰通常以很强的特征峰出现，峰强度的对数值在一定浓度范围内与三聚氰胺的浓度成正比，当检测体系中存在三聚氰胺时，三聚氰胺与氨基乳清酸的超分子氢键作用，将Fe3O4/Au/AOA基底与RBIC/AOA间的距离拉近，产生较强的SERS增强效应，从而可以通过测定RBIC在1510cm-1处的特征拉曼峰强来间接检测待测体系中三聚氰胺的浓度，如图1所示。
2.采用柠檬酸钠还原法制备粒径分布均匀的金纳米颗粒，再以Fe3O4纳米颗粒作为磁性核心，将金纳米颗粒组装在Fe3O4表面，形成形貌一致、分散性好、具有核壳结构的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，最终通过磁聚集的方法，拉近分子间的距离，省去传统的离心沉淀或浓缩过程。金磁纳米颗粒的透射电子显微镜(TEM)分析与EDX分析，如图2、图3所示。
3.磁纳米颗粒能在外磁场中快速分离，在其表面包覆具有良好表面增强拉曼散射效应的金纳米颗粒并使用这种颗粒作为SERS检测基底，使样品不但易于分离，省去传统的离心沉淀或过柱分离的复杂过程，还能将样品快速浓缩，从而提高检测灵敏度。与传统使用的高效液相色谱、液相色谱-质谱联用等方法相比，其在达到国家检测标准的前提下，可以做到户外直接检测，缩短检测时间，无需使用大型仪器，亦不需要专业检测人员，便捷快速。
4.在检测体系中存在三聚氰胺时，三聚氰胺上携带的三个-NH2分别与氨基乳清酸上的-NH-、-C＝O产生超分子氢键作用，将Fe3O4/Au/AOA基底与RBIC/AOA间的距离拉近，从而使基底上的Au纳米颗粒与RBIC染料分子的距离拉近，产生较强的SERS增强效应，从而提高了检测的灵敏度和选择性，降低了检测背景的干扰，相比于其它检测手段(如高效液相色谱、质谱、薄层色谱等)，拉曼光谱技术更加简单便捷、易应用于现场快速检测，如图4所示。
5.异硫氰酸罗丹明B拉曼光谱图中位于1510cm-1的伸缩振动峰的强度的对数在一定浓度范围内与三聚氰胺浓度成正比，且线性关系良好。所以可以通过检测RBIC染料分子在1510cm-1的峰强来间接检测牛奶中的三聚氰胺，相比于直接检测(如以金纳米颗粒为基底的拉曼光谱直接检测技术)，该间接检测技术具有选择性强、灵敏度高等优点，单个样品的测试时间小于10分钟，如图5、图6所示。
(四)附图说明
图1：以金磁纳米颗粒为基底的RBIC拉曼光谱图谱，可看出RBIC浓度为1μg/mL时，1510cm-1处特征峰峰强大约为14000多，1648cm-1处特征峰峰强大约为12000，相比较单纯金纳米颗粒为基底时，峰强略有下降，但仍有较高水准，可以将其作为基底进行三聚氰胺的检测。RBIC在1510cm-1处的伸缩振动峰通常以很强的特征峰出现，峰强度的对数值在一定浓度范围内与三聚氰胺的浓度成正比，可以通过测定RBIC在1510cm-1处的特征拉曼峰强对牛奶中三聚氰胺浓度进行定量分析。
图2：不同分辨率下Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒的TEM图像。可以看出，Fe3O4/SiO2磁性纳米颗粒的粒径较大，在颗粒的边界可以看到一层无定形的SiO2包覆层，且在磁性粒子的表面吸附了大量Au纳米颗粒，吸附的Au纳米颗粒粒径均匀，呈球形，从图中可以看出Au纳米颗粒紧密地接合在了Fe3O4/SiO2纳米颗粒的表面。
图3：Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒的EDX谱图。从能谱分析中可以看出，Au元素的信号峰和Fe元素信号峰都十分明显，而图中C元素峰来源于铜网的超薄碳支膜，Cu元素峰来源于电镜铜网，说明Fe3O4纳米颗粒的表面覆盖有Au元素。
图4：不添加(a)及添加(b)三聚氰胺时牛奶中Fe3O4/Au/AOA作基底检测的拉曼图谱。
图5：以异硫氰酸罗丹明B拉曼光谱图中位于1510cm-1处的伸缩振动峰峰强的对数对三聚氰胺浓度作图，测量三聚氰胺浓度为2.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL、15.0μg/mL。获得Fe3O4/Au/AOA纳米颗粒作基底快速检测牛奶中三聚氰胺的工作曲线，绘于图5。
图6：待测样品中三聚氰胺的检测，测定三聚氰胺浓度为10.0μg/mL时，异硫氰酸罗丹明B拉曼光谱图中位于1510cm-1处的伸缩振动峰峰强为214，如图6示。将其与由标准曲线算出的理论值进行比较。
(五)具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明方法作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：金纳米颗粒的制备
量取50mL水加入至烧瓶中加热至99℃，500r/min机械搅拌下，称取10.0mg氯金酸迅速加入到烧瓶中，观察到氯金酸搅拌均匀后，快速加入50μL5％柠檬酸钠溶液。保持99℃，待溶液颜色不再发生变化时停止反应(反应时间为6min)，制得金纳米颗粒溶液，4℃贮存备用。
实施例2：磁纳米颗粒的修饰
取20.0mg Fe3O4纳米颗粒，用蒸馏水洗涤四次，洗完后磁分离收集，用10mL蒸馏水分散，加入三颈瓶中，并加入50mL无水乙醇及0.5mL氨水，在pH＝10的条件下，超声振荡5min，缓慢加入40μL TEOS，在超声振荡作用下反应6h。反应结束后磁分离收集颗粒，用无水乙醇，蒸馏水分别洗两次，最后用50mL无水乙醇分散，加入0.5mL冰乙酸，超声振荡5min，再加入20μL APTES，20μL MPTES，在超声振荡作用下反应18h。反应结束后磁分离收集颗粒，得到表面带-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒，用无水乙醇，蒸馏水各洗两遍，最后分散在20mL蒸馏水中待用。
实施例3：Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒的合成
取4mL实施例2中的Fe3O4/SiO2纳米颗粒，磁分离弃去上清液，加入10mL实施例1中的Au纳米颗粒溶液，置于机械振荡器上振荡4h，将Au纳米颗粒组装在Fe3O4/SiO2纳米粒子表面，然后磁分离弃去上清液，用蒸馏水分散、洗涤四次，重复上述组装过程三次，最后磁分离收集得到具有核壳结构Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，用蒸馏水洗涤四次，分散在蒸馏水中保存。
实施例4：新型拉曼基底Fe3O4/Au/AOA的合成
配制pH＝7.4(25℃)的磷酸盐缓冲液(PBS)：精确称取8.5g氯化钠，3.5g磷酸氢二钠，0.25g磷酸二氢钠溶于水，定容至1000mL。称取5.0mg 5-氨基乳清酸，溶于1mL PBS中。
称取10.0mg活性酯聚乙二醇巯基(NHS-PEG-SH)，加入1mL的氨基乳清酸溶液，室温振荡反应6h，通过修饰在PEG一端的-NHS活性酯基团与氨基乳清酸上的氨基反应，形成新的酰胺键，将氨基乳清酸结合在NHS-PEG-SH上，形成氨基乳清酸-PEG。用PBS溶液透析12h，将脱落的-NHS活性酯基团及多余的氨基乳清酸去除。
取1mL上述金磁纳米颗粒，磁分离收集颗粒，将透析后的氨基乳清酸-PEG加入其中，室温下振荡反应24h，使PEG一端携带的巯基与金磁纳米颗粒充分接触，通过形成Au-S键将-NHS活性酯基团修饰在金磁纳米颗粒的表面。
反应结束后，磁分离收集金磁纳米颗粒，用适量的蒸馏水洗涤金磁纳米颗粒，用1mL蒸馏水将收集到的颗粒分散至玻璃瓶中，将氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒暂时存于4℃备用。
实施例5：氨基乳清酸修饰的罗丹明(RBIC/AOA)溶液的制备
将10.0mg异硫氰酸罗丹明B(RBIC)溶于0.5mL二甲基甲酰胺A中，得到溶液A；将2.9mg 5-氨基乳清酸(AOA)溶于0.5mL二甲基甲酰胺B中，得到溶液B；将所得溶液A与所得溶液B等体积混合，室温下振荡反应24h，之后用二甲基甲酰胺C透析以除去多余RBIC，得到RBIC/AOA溶液。
实施例6：以Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒为拉曼基底快速检测三聚氰胺
(1)建立标准曲线
取实施例4合成的Fe3O4/Au/AOA(溶于标准液)、实施例5配制的RBIC/AOA溶液、三聚氰胺标准品，配制一系列最终金磁颗粒浓度为2.5mg/mL，罗丹明B浓度为0.5μg/mL，三聚氰胺浓度分别为2.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL、15.0μg/mL的标准溶液，振荡反应30min，将这些溶液用移液枪转移到凹面载玻片上，并于凹面载玻片下用一圆形钕铁硼磁铁(直径10mm×厚度3mm，宁波江东亮豪磁业有限公司)将金磁纳米颗粒聚集成点，在激光拉曼光谱仪的照射下，读取RBIC相关特征峰及谱图(单个样品的测试时间小于10分钟)，进行定量分析，以RBIC染料分子拉曼光谱图中位于1510cm-1处的伸缩振动峰峰强的对数值对三聚氰胺浓度作图。结果如图5所示。三聚氰胺浓度在1×10-3mg/mL至1.5×10-2mg/mL范围内，1510cm-1处拉曼峰强的对数与三聚氰胺浓度线性关系良好，线性方程为lgI＝2.02148+0.05852*C(lgI为1510cm-1处拉曼峰强的对数，C为三聚氰胺浓度)，R2＝0.9939。
相比传统方法，该方法不但使样品易于分离，省去传统离心沉淀或过柱分离的复杂过程，还能将样品快速浓缩，从而提高检测灵敏度。
(2)待测样品中三聚氰胺的检测
取实施例4合成的Fe3O4/Au/AOA(溶于待测牛奶)、实施例5配制的RBIC/AOA溶液、三聚氰胺标准品，配制最终金磁颗粒浓度为2.5mg/mL，罗丹明B浓度为0.5μg/mL，三聚氰胺浓度为10.0μg/mL的标准溶液，振荡反应30min，将这些溶液用移液枪转移到凹面载玻片上，并于凹面载玻片下用一圆形钕铁硼磁铁(直径10mm×厚度3mm，宁波江东亮豪磁业有限公司)将金磁纳米颗粒聚集成点，在激光拉曼光谱仪的照射下，读取RBIC相关特征峰及谱图(单个样品的测试时间小于10分钟)，得到1510cm-1处峰强为214，结果如图6所示。按照标准曲线计算，当三聚氰胺浓度为5.0μg/mL时，计算值为206，实际测试值与标准曲线计算值间的偏差为3.88％，在合理范围内。

Claims (6)

1.一种Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，其特征在于，所述Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒由如下方法制备得到：
(1)金纳米颗粒溶液的制备
将水加热至95～101℃，然后加入氯金酸，搅拌均匀后加入3wt％～6wt％柠檬酸钠溶液，保温反应5～15min，制得金纳米颗粒溶液，0～10℃保存备用；
所述氯金酸与水的质量比为1：4000～6000；
所述柠檬酸钠溶液与水的体积比为1：500～1500；
(2)磁纳米颗粒的修饰
将Fe3O4纳米颗粒分散于蒸馏水A中，然后加入无水乙醇A，用氨水调节pH为9～11，超声4～6min，加入四乙氧基硅烷，超声反应5～7h，之后磁分离收集颗粒，加到无水乙醇B中，用冰乙酸调节pH为5～7，超声4～6min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷，超声反应16～20h，之后磁分离收集颗粒，洗涤后即得表面修饰有-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒，分散在蒸馏水B中备用；
所述四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷的体积用量以Fe3O4纳米颗粒的质量计各自为1.5～2.5mL/g、0.75～1.25mL/g、0.75～1.25mL/g；
(3)Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒的合成
取步骤(2)制备的分散在蒸馏水B中的表面修饰有-NH2和-SH的Fe3O4/SiO2纳米颗粒，磁分离弃去上清液后，加入步骤(1)制备的金纳米颗粒溶液中，振荡3.5～4.5h，之后磁分离弃去上清液，收集固体颗粒，即完成一次金纳米颗粒的组装，将所得固体颗粒再加入步骤(1)制备的金纳米颗粒溶液中，重复上述组装过程3～4次，得到具有核壳结构的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，其特征在于，步骤(2)中，所述蒸馏水A、无水乙醇A、无水乙醇B的体积用量以Fe3O4纳米颗粒的质量计各自为450～550mL/g、2250～2750mL/g、2250～2750mL/g。
3.如权利要求1所述的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，其特征在于，步骤(3)中，所述一次金纳米颗粒的组装，金纳米颗粒溶液的体积用量以所述的Fe3O4/SiO2纳米颗粒的质量计为2～3mL/mg。
4.如权利要求1所述的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒，其特征在于，步骤(3)中，所述重复上述组装过程，所述的金纳米颗粒溶液的体积用量以前次得到的固体颗粒的质量计为2～3mL/mg。
5.如权利要求1所述的Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒作为检测基底在表面增强拉曼光谱法检测三聚氰胺中的应用。
6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：
(a)拉曼基底氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒的合成
将5-氨基乳清酸溶解于磷酸盐缓冲溶液中，接着加入活性酯聚乙二醇巯基，在室温下振荡反应6～7h后得到混合液，将所得混合液用PBS溶液透析10～14h，与所述Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒混合，在室温下振荡反应24～25h，之后磁分离收集固体颗粒，用蒸馏水洗涤后，即得氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒，分散于蒸馏水中并于0～10℃下保存备用；
所述的磷酸盐缓冲溶液由磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钠溶于水中配制而成，且所述的磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钠与水的质量比为1：14：34：4000；
所述磷酸盐缓冲溶液的体积用量以5-氨基乳清酸的质量计为150～250mL/g；
所述5-氨基乳清酸、Fe3O4/SiO2/Au金磁纳米颗粒、活性酯聚乙二醇巯基的质量比为1：0.5～1：2；
(b)氨基乳清酸修饰的罗丹明溶液的制备
将异硫氰酸罗丹明B溶于二甲基甲酰胺A中，得到溶液A；将5-氨基乳清酸溶于二甲基甲酰胺B中，得到溶液B；将所述溶液A与溶液B等体积混合，室温下振荡反应23～25h，之后用二甲基甲酰胺C透析以除去多余异硫氰酸罗丹明B，得到氨基乳清酸修饰的罗丹明溶液；
所述二甲基甲酰胺A的体积用量以异硫氰酸罗丹明B的质量计为45～55mL/g；
所述二甲基甲酰胺B的体积用量以5-氨基乳清酸的质量计为170～175mL/g；
(c)三聚氰胺标准品检测
取步骤(a)合成的氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒、步骤(b)制备的氨基乳清酸修饰的罗丹明溶液、三聚氰胺标准品，将三者混合配制一系列不同浓度的标准溶液，振荡反应10～20min后，将所述的标准溶液分别用移液枪转移到凹面载玻片上，并于凹面载玻片下用一圆形钕铁硼磁铁将金磁纳米颗粒聚集成点，用激光拉曼光谱仪照射，激光波长为785nm，功率为120mW，积分时间为1s，分别以标准溶液中三聚氰胺的浓度为横坐标，以异硫氰酸罗丹明B拉曼光谱图中位于1510cm-1处的伸缩振动峰峰强的对数为纵坐标进行标准曲线的绘制，得到三聚氰胺定量分析的标准工作曲线；
所述的标准溶液中，氨基乳清酸修饰的金磁纳米颗粒的浓度范围在2～3mg/mL，氨基乳清酸修饰的罗丹明的浓度范围在0.3～0.5μg/mL，三聚氰胺标准品的浓度范围在1～15μg/mL。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108872185A (zh) * 2018-03-22 2018-11-23 苏州天际创新纳米技术有限公司 一种sers芯片的制备方法
CN110530837A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 南京简智仪器设备有限公司 一种利用拉曼光谱快速检测白酒中氰化物的方法
CN110554018A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 上海市刑事科学技术研究院 检测水溶液中4-溴甲卡西酮的表面增强拉曼材料及其制备方法
CN111085181A (zh) * 2019-11-20 2020-05-01 辽宁石油化工大学 一种具有多孔结构磁性复合材料的制备方法及应用
CN111484843A (zh) * 2020-02-21 2020-08-04 南京理工大学 一种增强太阳光全光谱吸收特性的复合纳米颗粒
CN114214391A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 徐州医科大学 Au/Fe3O4复合的磁纳米马达材料、制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660058B1 (en) * 2000-08-22 2003-12-09 Nanopros, Inc. Preparation of silver and silver alloyed nanoparticles in surfactant solutions
CN102568728A (zh) * 2012-02-07 2012-07-11 东南大学 低荧光背景的组装型金磁复合纳米颗粒的制备方法及其应用
CN102974314A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 天津大学 一种磁性金纳米粒子复合材料及其制备方法和应用
CN103674928A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 中国科学院合肥物质科学研究院 表面增强拉曼散射器件及其制备方法和用途
CN104668580A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 天津大学 一种四氧化三铁/金纳米复合材料的制备及其快速检测罗丹明分子的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660058B1 (en) * 2000-08-22 2003-12-09 Nanopros, Inc. Preparation of silver and silver alloyed nanoparticles in surfactant solutions
CN102568728A (zh) * 2012-02-07 2012-07-11 东南大学 低荧光背景的组装型金磁复合纳米颗粒的制备方法及其应用
CN102974314A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 天津大学 一种磁性金纳米粒子复合材料及其制备方法和应用
CN103674928A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 中国科学院合肥物质科学研究院 表面增强拉曼散射器件及其制备方法和用途
CN104668580A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 天津大学 一种四氧化三铁/金纳米复合材料的制备及其快速检测罗丹明分子的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁重时等: "小分子化合物表面修饰对金/二氧化硅纳米核壳粒子结构的影响", 《功能材料》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108872185A (zh) * 2018-03-22 2018-11-23 苏州天际创新纳米技术有限公司 一种sers芯片的制备方法
CN110530837A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 南京简智仪器设备有限公司 一种利用拉曼光谱快速检测白酒中氰化物的方法
CN110530837B (zh) * 2018-05-25 2022-08-19 南京简智仪器设备有限公司 一种利用拉曼光谱快速检测白酒中氰化物的方法
CN110554018A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 上海市刑事科学技术研究院 检测水溶液中4-溴甲卡西酮的表面增强拉曼材料及其制备方法
CN111085181A (zh) * 2019-11-20 2020-05-01 辽宁石油化工大学 一种具有多孔结构磁性复合材料的制备方法及应用
CN111085181B (zh) * 2019-11-20 2023-01-13 辽宁石油化工大学 一种具有多孔结构磁性复合材料的制备方法及应用
CN111484843A (zh) * 2020-02-21 2020-08-04 南京理工大学 一种增强太阳光全光谱吸收特性的复合纳米颗粒
CN114214391A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 徐州医科大学 Au/Fe3O4复合的磁纳米马达材料、制备方法及应用

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