恭喜长沙理工大学许宙获国家专利权
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龙图腾网恭喜长沙理工大学申请的专利基于光响应纳米酶构建光催化荧光传感器的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116218517B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211685974.9,技术领域涉及:C09K11/06;该发明授权基于光响应纳米酶构建光催化荧光传感器的方法是由许宙;邢克宇;程云辉;李青霞;丁利;陈茂龙;文李;焦叶设计研发完成,并于2022-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于光响应纳米酶构建光催化荧光传感器的方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于光响应纳米酶构建光催化荧光传感器的方法,通过热分解法合成UCNPs,煅烧法合成Fe3O4@NPC磁性复合多孔材料,Fe3O4@NPC的异质结结构增强光催化活性,选用2,7‑二氯二氢荧光素DCFH作为组装过程中产生ROS的高效荧光探针,基于UCNPs和Fe3O4@NPC构建了快速高灵敏检测黄曲霉毒素B1的光催化荧光传感器,利用UCNPs作为目标物介导的光调节器将能量转移至Fe3O4@NPC,诱导Fe3O4@NPC上的电子‑空穴对分离,开启光催化氧化反应,Fe3O4@NPC的异质结构减缓了电子‑空穴对的复合速度,促进更多ROS的产生,将DCFH氧化成DCF的高荧光强度,从而放大荧光信号差值,提高检测灵敏度,为未来构建新型高灵敏光催化荧光传感器提供较为广阔的应用前景。
本发明授权基于光响应纳米酶构建光催化荧光传感器的方法在权利要求书中公布了:1.基于光响应纳米酶构建光催化荧光传感器的方法,其特征在于:包括如下步骤:S1、上转换纳米粒子的合成:采用热分解法合成油酸修饰的UCNPs,将合成的油酸修饰的UCNPs通过高速离心沉淀,用乙醇清洗两次后再用水清洗3次,最后在氯仿中分散,得到UCNPs;所述UCNPs采用热分解法合成步骤为:分别准确称量稀土氯化物络合物,常温并在1500rmin转速下搅拌30min后抽真空除去三颈烧瓶中的氧气,在此状态下升温至150℃,抽真空除体系中的水分,之后在氮气氛围下升温至160℃,保持160℃搅拌30min至形成澄清透亮的溶液,将反应溶液降温至80℃,得到三颈烧瓶反应体系;准确称取氢氧化钠0.13g、氟化铵0.13g并加入至20mL的甲醇中搅拌均匀,搅拌温度为60℃,搅拌速度为1500rmin,得到A液,之后将A液逐滴滴入三颈烧瓶反应体系中,加入A液完毕,在80℃下恒温固氟搅拌30min,随后升温至100℃并保温搅拌30min,除去多余的甲醇,抽真空后,快速升温至到300℃并且恒温60min,之后除去热源并降至室温,加入体积比为1:1的乙醇和环己烷溶液后,合成油酸修饰的UCNPs;所述稀土氯化物络合物设置为钇、镱和铒,且钇、镱和铒的配比为78:20:2,即将六水合氯化钇0.9464g、六水合氯化镱0.3112g、六水合氯化铒0.015g于100mL的三颈烧瓶,之后加入油酸12mL和1-十八烯30mL;S2、功能化上转换纳米粒子的制备:采用共价偶联的方法将AFB1特异性抗体对UCNPs进行表面修饰,得到功能化UCNPs,即Ab-UCNPs,分散在磷酸盐缓冲溶液中于4℃存储备用;所述UCNPs进行表面修饰时,将油酸修饰的UCNPs分散于10mL的三氯甲烷溶液中,三氯甲烷溶液的浓度为5mgmL,得到UCNPs氯仿溶液,将聚丙烯酸溶于20mL乙醇溶液,乙醇溶液的浓度为15mgmL,得到聚丙烯酸乙醇溶液,再将UCNPs氯仿溶液逐滴滴加至聚丙烯酸乙醇溶液中,室温下避光搅拌24h,将得到的聚丙烯酸修饰的UCNPs用乙醇和超纯水交替清洗3遍,储存备用;所述功能化上转换纳米粒子制备时,将5.5mg经聚丙烯酸修饰后备用的UCNPs分散于5mL磷酸盐缓冲溶液中,加入200μLN-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐和120μLN-羟基琥珀酰亚胺,室温下反应30min,用超纯水清洗三次溶液,2000g离心8min,以除去未反应的N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺,再加入2mLAFB1特异性抗体并摇床孵育过夜,产生功能化UCNPs,其中磷酸盐缓冲溶液设置为0.01mM且pH为7.4,N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐的符号为EDC,浓度为10mgmL,N-羟基琥珀酰亚胺的符号为NHS,浓度为10mgmL;S3、Fe3O4@NPC的合成:先合成磁性纳米多孔碳的前驱体NH2-MIL-101(Fe),将NH2-MIL-101(Fe)在真空管式炉中煅烧,以2℃min的升温速度煅烧至350℃,并在空气氛围下保持350℃煅烧50分钟,最终产品冷却到室温得到Fe3O4@NPC,其中升温和降温阶段都开启N2气流阀门;所述磁性纳米多孔碳的前驱体NH2-MIL-101(Fe)合成步骤为:称取450.0mg2-氨基对苯二甲酸在15.0mLN,N-二甲基甲酰胺溶液中搅拌均匀,称取1350.0mg六水合氯化铁在15.0mLN,N-二甲基甲酰胺溶液中混合并充分搅拌溶解,然后将二者混合搅拌充分后放入高压反应釜中,110℃反应20h,经离心回收所得深棕色沉淀,用N,N-二甲基甲酰胺溶液洗涤三次以去除未反应的配体,然后将样品在70℃的真空干燥箱中干燥后,得到深棕色固体粉末,保存备用,其中2-氨基对苯二甲酸的物质量为2.5mmol,六水合氯化铁的物质量为5.0mmol;S4、功能化Fe3O4@NPC的制备:将Fe3O4@NPC进行功能化得到功能Fe3O4@NPC,即Ag-Fe3O4@NPC分散在磷酸盐缓冲溶液中于4℃保存备用;所述功能化Fe3O4@NPC在制备时将3.6mgFe3O4@NPC分散在6mL磷酸盐缓冲溶液中,得到Fe3O4@NPC溶液,在Fe3O4@NPC溶液中分别加入EDC350μL和NHS140μL,室温下摇床30min,然后,用水洗涤3次,3000g离心5min,除去未反应的EDC和NHS,得到混合溶液,再混合溶液中加入2mLAFB1特异性抗原,然后摇床过夜,得到的功能Fe3O4@NPC分散在5mL磷酸盐缓冲溶液中,并在4℃中保存备用;S5、构建光响应纳米酶Fe3O4@NPC光催化荧光传感器检测黄曲霉毒素B1:使用2,7-二氯二氢荧光素作为荧光信号标签,其中2,7-二氯二氢荧光素的符号为DCFH,用于验证传感体系中靶诱导产生的活性氧自由基,活性氧自由基可催化氧化无色的DCFH生成具有高荧光强度的2,7-二氯荧光素;所述光响应纳米酶Fe3O4@NPC光催化荧光传感器检测黄曲霉毒素B1在构建时称取1mg的2,7-二氯荧光素醋酸盐和1mL氢氧化钠溶液混合,将溶液在室温下全程避光剧烈搅拌30min,得到DCFH,其中2,7-二氯荧光素醋酸盐的符号为DCFH-DA,为了得到中性溶液,用磷酸盐缓冲溶液稀释至40mL,分装于数管2mL离心管中,用锡纸包好避光,-20℃保存备用;在2mL离心管中加入500μLAb-UCNPs、500μLAg-Fe3O4@NPC、100μLDCFH和100μL不同浓度的AFB1标准溶液,室温孵育60min,得到反应溶液,整个实验过程需要避光,用980nm近红外激光在黑暗中照射反应溶液15min,最终的样品直接用荧光光谱仪进行分析检测,检测限=3SM,其中S为空白样品的标准偏差值,M为标准曲线的斜率,其中,荧光光谱仪的激发波长:480nm,发射波长:521nm;Ab-UCNPs的浓度为1.3mgmL,Ag-Fe3O4@NPC的浓度为0.6mgmL,DCFH的浓度为120µgmL。
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