CN108865110B - 硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料及其制备方法、Lp-PLA2检测试剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及Lp‑PLA2因子的检测，具体涉及硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料及其制备方法、Lp‑PLA2检测试剂及其制备方法。本发明的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将Ga(NO3)3溶液、Cr(NO3)3溶液、Zn(NO3)2溶液、Eu(NO3)3溶液、柠檬酸溶液混匀，调pH为8～9，先室温反应再于70～80℃反应，然后于90～100℃继续反应，干燥，再于950～1050℃煅烧，得长余辉纳米材料；取长余辉纳米材料与NaOH溶液混合研磨，再加入NaOH溶液，反应过夜，将沉淀分散于水中，得NPLNPs‑OH水溶液；取NPLNPs‑OH水溶液与氨丙基三乙氧基硅烷反应，即得。

Description

硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料及其制备方法、Lp-PLA2检 测试剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及Lp-PLA2因子的检测，具体涉及硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料及其制备方法、Lp-PLA2检测试剂及其制备方法。
背景技术
大部分心脑血管患者存在一个或多个危险因子，传统危险因子并不能解释所有的冠状动脉事件，这促使人们去寻找新的致病因子。炎症已经被公认是动脉粥样硬化炎症标记物(AS)发生发展过程中的核心因素，多种炎症因子参与其中导致斑块的形成、进展和最终破裂。CRP和脂蛋白磷脂酶A2(Lp-PLA2)是近年来引起广泛关注与AS密切相关的新炎症标记物，而Lp-PLA2的检测能直接准确的反映血管内炎症的程度，并且可作为一个动态指标。Lp-PLA2是血管特异性的炎症因子，又称血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH)，分子量为45400，由成熟的巨噬细胞和淋巴细胞合成和分泌，并受炎性介质的调节，70％与低密度脂蛋白(LDL)结合，能水解低密度脂蛋白上的氧化卵磷脂，生成促炎物质—溶血卵磷脂(LPC)、氧化游离脂肪酸(ox-NEFA)，因此具有很强的促炎症和促动脉粥样硬化的作用。Lp-PLA2是独立的心脑血管疾病风险预测指标，不受其他生物指标的影响，也为炎症、动脉粥样硬化与心脑血管疾病之间的联系提供了新的佐证。
荧光标记在生物制药和临床诊断领域占据重要地位，好的标记抗体可起到犹如导弹的作用，使药物达到靶向治疗的特异效果；能使临床诊断检验中得出准确、可靠的结果。对抗体进行荧光标记是抗体修饰中的一项高难技术，它不但需要合理成熟的操作流程，更需要质量优异的化学标记材料。基于稀土掺杂的荧光纳米材料，主要包括上转换荧光纳米材料和长余辉荧光纳米材料，上转换发光是一种非线性过程，是指材料吸收两个或多个低能量的光子而发出高能量光子的过程。长余辉发光是指材料在激发停止后，发光仍能持续一段时间。两种材料虽然发光过程和发光机制不同，但因其均具有信噪比高、反斯托克位移大、荧光性能稳定以及穿透深度大等优势被广泛用作生物标记材料，同时以近红外光作为激发光源或者成像信号，可以极大地降低生物组织的背景干扰，如自体荧光等，从而显著提高检测的灵敏度。因此，利用长余辉纳米材料标记Lp-PLA2单克隆抗体可快速有效的检测出目标抗原，具有特异性，高灵敏度等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备方法，该方法得到的长余辉纳米材料偶联Lp-PLA2单克隆抗体可以实现对Lp-PLA2因子的快速检测。
本发明的第二个目的在于提供一种硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料。
本发明的第三个目的在于提供一种Lp-PLA2检测试剂。
本发明的第四个目的在于提供一种上述Lp-PLA2检测试剂的制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是：
硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将Ga(NO3)3溶液、Cr(NO3)3溶液、Eu(NO3)3溶液、Zn(NO3)2溶液、柠檬酸溶液混匀，调节pH为8～9，反应20～40min之后升温至70～80℃并反应2～4h，然后升温至90～100℃继续反应2～4h，干燥，之后于950～1050℃煅烧2～4h，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取步骤1)所得的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料与NaOH溶液混合研磨20～40min，之后再加入NaOH溶液反应过夜，取上层悬浮液离心纯化，将离心后的沉淀分散于水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取NPLNPs-OH水溶液与DMF、氨丙基三乙氧基硅烷混合，反应过夜，离心，所得沉淀即为硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料。
步骤1)中Ga(NO3)3、Cr(NO3)3、Eu(NO3)3、Zn(NO3)2的摩尔比为1：0.01～0.03：0.01～0.04：2。
步骤1)中柠檬酸的摩尔量为Ga(NO3)3、Cr(NO3)3、Eu(NO3)3、Zn(NO3)2总摩尔量的1.5倍。
步骤1)中的混匀方式为常温下搅拌15min。
步骤1)中调节pH采用氨水。所述氨水为稀氨水。
步骤1)中反应20～40min为常温反应。
步骤1)中升温至70～80℃并反应2～4h，呈透明胶状。
步骤1)中升温至90～100℃继续反应2～4h，呈白色凝胶状。
步骤1)中的干燥为于180～220℃保温过夜。干燥后呈黑色焦孔状，之后借助研钵研磨成细粉后转移至马弗炉中高温煅烧。
步骤2)中NaOH溶液的浓度均为5mmol/L。步骤2)中第二次加入氢氧化钠溶液后剧烈搅拌。借助研磨和后续大容量溶液中剧烈搅拌，机械力破坏材料表面作用力，在电荷作用力下，使-OH吸附在材料表面，从而使其表面-OH化，以备后续表面硅烷化处理。
步骤3)中NPLNPs-OH水溶液与氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为2:0.4。
步骤3)中的反应过夜为室温搅拌反应过夜。
通过上述步骤3)对NPLNPs-OH水溶液进行表面氨基化修饰，使其具有功能性基团，氨基化后，可进一步与抗体的-COOH键作用，从而使长余辉荧光纳米材料标记到抗体表面。
硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料，采用上述制备方法制得。
一种Lp-PLA2检测试剂，将上述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体偶联得到。将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体偶联，形成荧光标记的的Lp-PLA2单克隆抗体，通过检测激光诱导NIR荧光信号进一步检测灵敏度。
上述Lp-PLA2检测试剂的制备方法，包括以下步骤：
将上述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与PBS缓冲液混合，之后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-N-羟基琥珀酰亚胺，混匀反应1～2h，然后加入Lp-PLA2单克隆抗体混合反应22～26h，去除上清液，将沉淀分散于PBS缓冲液中即得。
所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为10:15:10。
所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体的质量比为10:0.5。
上述PBS缓冲液的浓度为10mmol/L。
本发明的Lp-PLA2检测试剂，可用于人血清样本中Lp-PLA2的定性或定量测定。检测时，将该Lp-PLA2检测试剂与待测样本混合即可，利用抗原-抗体反应特异性捕获待测样本中的Lp-PLA2因子。以紫外光诱导长余辉荧光为检测信号，以不同浓度的Lp-PLA2标准品为基准建立标准曲线。在外界激光诱导下，硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料产生的发光信号与Lp-PLA2的浓度成正相关，从而达到对含Lp-PLA2样品进行定量检测的目的。
类似ELISA双抗体夹心法，借助固相微孔板荧光标记技术，将具有专一性的Lp-PLA2抗体包被于作为固相载体的96孔板上，检测时加入待测样本(一般为血清样本)，样本中含有待测抗原Lp-PLA2炎症因子，与96孔板包被的抗体专一性结合，然后加入Lp-PLA2检测试剂，以254nm激光照射10min后，撤去激发光源，同时收集荧光信号强度，信号越强，表明待测样本中抗原Lp-PLA2炎症因子含量越大，从而进一步确定其检测灵敏度和特异性。
本发明的Lp-PLA2检测试剂，采用氨基修饰的长余辉纳米材料偶联抗体制得，撤掉激发光源后可持续发光一段时间，节省激光器成本，同时近红外区发光可提高信噪比。
具体实施方式
实施例1
本实施例的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.5mL 2mol/L的Ga(NO3)3溶液，2.5mL 4mmol/LCr(NO3)3溶液，7.5ml 4mmol/LEu(NO3)3溶液，2mL 1mol/L的Zn(NO3)2溶液依次加入25mL的单口烧瓶中，常温下搅拌15min，之后加入柠檬酸溶液(柠檬酸的物质的量为上述金属离子总物质的量的1.5倍)约2mL，并用稀氨水调节溶液的pH在8～9之间，常温反应30min后，升温至75℃反应3h，呈透明胶状，升温至90℃继续反应3h，最后呈白色凝胶状，停止搅拌，转移至干燥箱，200℃反应过夜，呈黑色焦孔状，借助研钵研磨成细粉后转移至马弗炉中，1000℃高温煅烧3h，研磨成粉状，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取10mg的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料放入研钵中，加入少量的5mmol/L的NaOH溶液研磨30min后转移至100ml烧杯中，并加入80ml的5mmol/L NaOH溶液，剧烈搅拌，过夜反应后静置沉降，取上层悬浮液离心纯化，将沉淀分散于10ml的去离子水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取2ml的NPLNPs-OH水溶液于100ml的单口烧瓶中，加入40ml的DMF和400μL的氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，室温下过夜搅拌反应，离心纯化即得。
本实施例的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料采用上述制备方法制得。
本实施例的Lp-PLA2检测试剂，将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体偶联得到。
本实施例的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，包括以下步骤：
将10mg的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料加入到10mL PBS缓冲液(浓度为10mmol/L)超声分散20min后，加入15mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和10mgN-N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)得混合液，将混合液在室温下缓慢摇晃1h，反应结束后用PBS缓冲液清洗，离心纯化3次去除多余的EDC和NHS，之后分散于PBS缓冲液中，加入5mL的Lp-PLA2抗体(浓度为0.10mg/mL)，在室温下缓慢摇晃24h，反应结束后清洗多次，去除上清液，将所得沉淀物分散于PBS缓冲液中备用，即得，在4℃条件下保存备用。
实施例2
本实施例的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.5mL 2mol/L的Ga(NO3)3溶液，7.5mL 4mmol/LCr(NO3)3溶液，2.5ml 4mmol/LEu(NO3)3溶液，2mL 1mol/L的Zn(NO3)2溶液依次加入25mL的单口烧瓶中，常温下搅拌15min，之后加入柠檬酸溶液(柠檬酸的物质的量为上述金属离子总物质的量的1.5倍)约2mL，并用稀氨水调节溶液的pH在8～9之间，常温反应20min后，升温至70℃反应4h，呈透明胶状，升温至95℃继续反应2h，最后呈白色凝胶状，停止搅拌，转移至干燥箱，180℃反应过夜，呈黑色焦孔状，借助研钵研磨成细粉后转移至马弗炉中，950℃高温煅烧2h，研磨成粉状，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取10mg的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料放入研钵中，加入少量的5mM NaOH溶液研磨20min后转移至100ml烧杯中，并加入80ml的5mmol/L NaOH溶液，剧烈搅拌，过夜反应后静置沉降，取上层悬浮液离心纯化，将沉淀分散于10ml的去离子水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取2ml的NPLNPs-OH水溶液于100ml的单口烧瓶中，加入40ml的DMF和400μL的氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，室温下过夜搅拌反应，离心纯化即得。
本实施例的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料采用上述制备方法制得。
本实施例的Lp-PLA2检测试剂，将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体偶联得到。
本实施例的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，包括以下步骤：
将10mg的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料加入到10mL PBS缓冲液(浓度为10mmol/L)超声分散20min后，加入15mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和10mgN-N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)得混合液，将混合液在室温下缓慢摇晃1h，反应结束后用PBS缓冲液清洗，离心纯化3次去除多余的EDC和NHS，之后分散于PBS缓冲液中，加入5mL的Lp-PLA2抗体(浓度为0.10mg/mL)，在室温下缓慢摇晃22h，反应结束后清洗多次，去除上清液，将所得沉淀物分散于PBS缓冲液中备用，即得，在4℃条件下保存备用。
实施例3
本实施例的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.5mL 2mol/L的Ga(NO3)3溶液，2.5mL 8mmol/LCr(NO3)3溶液，7.5ml 5mmol/LEu(NO3)3溶液，2mL 1mol/L的Zn(NO3)2溶液依次加入25mL的单口烧瓶中，常温下搅拌15min，之后加入柠檬酸溶液(柠檬酸的物质的量为上述金属离子总物质的量的1.5倍)约2mL，并用稀氨水调节溶液的pH在8～9之间，常温反应40min后，升温至80℃反应4h，呈透明胶状，升温至100℃继续反应4h，最后呈白色凝胶状，停止搅拌，转移至干燥箱，220℃反应过夜，呈黑色焦孔状，借助研钵研磨成细粉后转移至马弗炉中，1050℃高温煅烧4h，研磨成粉状，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取10mg的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料放入研钵中，加入少量的5mmol/L NaOH溶液研磨40min后转移至100ml烧杯中，并加入80ml的5mmol/L NaOH溶液，剧烈搅拌，过夜反应后静置沉降，取上层悬浮液离心纯化，将沉淀分散于10ml的去离子水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取2ml的NPLNPs-OH水溶液于100ml的单口烧瓶中，加入40ml的DMF和400μL的氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，室温下过夜搅拌反应，离心纯化即得。
本实施例的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料采用上述制备方法制得。
本实施例的Lp-PLA2检测试剂，将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体偶联得到。
本实施例的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，包括以下步骤：
将10mg的硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料加入到10mL PBS缓冲液(浓度为10mmol/L)超声分散20min后，加入15mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和10mgN-N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)得混合液，将混合液在室温下缓慢摇晃2h，反应结束后用PBS缓冲液清洗，离心纯化3次去除多余的EDC和NHS，之后分散于PBS缓冲液中，加入5mL的Lp-PLA2抗体(浓度为0.10mg/mL)，在室温下缓慢摇晃26h，反应结束后清洗多次，去除上清液，将所得沉淀物分散于PBS缓冲液中备用，即得，在4℃条件下保存备用。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与PBS缓冲液混合，之后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-N-羟基琥珀酰亚胺，混匀反应1h，然后加入Lp-PLA2抗体混合反应24h，去除上清液，将沉淀分散于PBS缓冲液中即得；
所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备包括以下步骤：
1)将Ga(NO3)3溶液、Cr(NO3)3溶液、Eu(NO3)3溶液、Zn(NO3)2溶液、柠檬酸溶液混匀，调节pH为8～9，常温反应30min之后升温至75℃并反应3h，然后升温至90℃继续反应3h，干燥，之后于1000℃煅烧3h，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取步骤1)所得的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料与加入少量的5mmol/L的NaOH溶液混合研磨30min，之后再加入80ml的5mmol/L的NaOH溶液进行剧烈搅拌并反应过夜，取上层悬浮液离心纯化，将离心后的沉淀分散于水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取NPLNPs-OH水溶液与DMF、氨丙基三乙氧基硅烷混合，反应过夜，离心，所得沉淀即为硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料。
2.根据权利要求1所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中柠檬酸的摩尔量为Ga(NO3)3、Cr(NO3)3、Eu(NO3)3、Zn(NO3)2总摩尔量的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中调节pH采用氨水。
4.根据权利要求1所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中NPLNPs-OH水溶液与氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为2:0.4。
5.根据权利要求1所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体的质量比为10:0.5。
6.一种Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与PBS缓冲液混合，之后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-N-羟基琥珀酰亚胺，混匀反应1h，然后加入Lp-PLA2抗体混合反应22h，去除上清液，将沉淀分散于PBS缓冲液中即得；
所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备包括以下步骤：
1)将Ga(NO3)3溶液、Cr(NO3)3溶液、Eu(NO3)3溶液、Zn(NO3)2溶液、柠檬酸溶液混匀，调节pH为8～9，常温反应20min之后升温至70℃并反应4h，然后升温至95℃继续反应2h，干燥，之后于950℃煅烧2h，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取步骤1)所得的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料与加入少量的5mmol/L的NaOH溶液混合研磨20min，之后再加入80ml的5mmol/L的NaOH溶液进行剧烈搅拌并反应过夜，取上层悬浮液离心纯化，将离心后的沉淀分散于水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取NPLNPs-OH水溶液与DMF、氨丙基三乙氧基硅烷混合，反应过夜，离心，所得沉淀即为硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料。
7.根据权利要求6所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中柠檬酸的摩尔量为Ga(NO3)3、Cr(NO3)3、Eu(NO3)3、Zn(NO3)2总摩尔量的1.5倍。
8.根据权利要求6所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中调节pH采用氨水。
9.根据权利要求6所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中NPLNPs-OH水溶液与氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为2:0.4。
10.根据权利要求6所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体的质量比为10:0.5。
11.一种Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与PBS缓冲液混合，之后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-N-羟基琥珀酰亚胺，混匀反应2h，然后加入Lp-PLA2抗体混合反应26h，去除上清液，将沉淀分散于PBS缓冲液中即得；所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料的制备包括以下步骤：
1)将Ga(NO3)3溶液、Cr(NO3)3溶液、Eu(NO3)3溶液、Zn(NO3)2溶液、柠檬酸溶液混匀，调节pH为8～9，常温反应40min之后升温至80℃并反应4h，然后升温至100℃继续反应4h，干燥，之后于1050℃煅烧4h，得ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料；
2)取步骤1)所得的ZnGa2O4:Cr/Eu长余辉纳米材料与加入少量的5mmol/L的NaOH溶液混合研磨40min，之后再加入80ml的5mmol/L的NaOH溶液进行剧烈搅拌并反应过夜，取上层悬浮液离心纯化，将离心后的沉淀分散于水中，得NPLNPs-OH水溶液；
3)取NPLNPs-OH水溶液与DMF、氨丙基三乙氧基硅烷混合，反应过夜，离心，所得沉淀即为硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料。
12.根据权利要求11所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中柠檬酸的摩尔量为Ga(NO3)3、Cr(NO3)3、Eu(NO3)3、Zn(NO3)2总摩尔量的1.5倍。
13.根据权利要求11所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中调pH采用氨水。
14.根据权利要求11所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，步骤3)NPLNPs-OH水溶液与氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为2:0.4。
15.根据权利要求11所述的Lp-PLA2检测试剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷氨基化修饰的长余辉纳米材料与Lp-PLA2抗体的质量比为10:0.5。
16.一种Lp-PLA2检测试剂，其特征在于，采用权利要求1-15任一项所述的制备方法制得。
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