一種基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于納米材料的比色檢測(cè)方法領(lǐng)域，具體是涉及一種基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]比色法是檢測(cè)中常用的方法，因其優(yōu)異的表面等離子體共振效應(yīng)(SPR)，許多金屬納米材料，如金納米粒子、金納米棒、納米銀等，可在不同的粒子間距、聚集狀態(tài)下呈現(xiàn)出不同的顏色而被廣泛用作比色探針進(jìn)行環(huán)境、生物等分析物的檢測(cè)?；诹Ｗ泳奂a(chǎn)生的顏色轉(zhuǎn)變，碳納米管、氧化石墨烯等納米材料也被用于分析物的比色檢測(cè)。
[0003]由于基于比色法的檢測(cè)是在水溶液中進(jìn)行的，分析操作具有較大局限性。為了方便檢測(cè)，一種紙上分析技術(shù)被建立了起來(lái)。這種方法一般是將已顯色的溶液滴于纖維素紙上，待干燥后通過(guò)相機(jī)或手機(jī)拍照，然后利用色彩分析軟件如photoshop或者云計(jì)算(cloud computing)處理進(jìn)行定量分析。
[0004]基于納米材料的比色檢測(cè)方法所利用的均是納米材料的聚集所帶來(lái)的顏色變化，然而這種聚集是迅速的、動(dòng)態(tài)的。因此，這類檢測(cè)方法除了對(duì)每次測(cè)試的時(shí)間控制有嚴(yán)格要求外(測(cè)試必須在納米粒子聚集若干時(shí)間的時(shí)刻進(jìn)行)，實(shí)驗(yàn)人員的操作以及儀器對(duì)溶液的掃描等帶來(lái)的時(shí)間誤差皆會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法及應(yīng)用，它既對(duì)動(dòng)態(tài)聚集中的納米材料進(jìn)行了信號(hào)固定，又克服了常規(guī)紙上分析技術(shù)難以精確測(cè)定的缺點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法，步驟為:
[0007]①、預(yù)終止時(shí)刻即納米材料經(jīng)鹽或目標(biāo)物誘導(dǎo)粒子聚集至合適程度的確立
[0008]傳統(tǒng)納米材料比色傳感體系與目標(biāo)物相互作用顯色后，取若干不同混合時(shí)間的適量該混合分散液滴于層析紙上使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，取光斑信號(hào)區(qū)分度最高的取樣時(shí)刻為預(yù)終止時(shí)刻；
[0009]②、基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)
[0010]傳統(tǒng)納米材料比色傳感體系與目標(biāo)物相互作用顯色后，在預(yù)終止時(shí)刻取適量該混合分散液滴于層析紙上使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析。
[0011]本發(fā)明的基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法及應(yīng)用，其有益效果表現(xiàn)在:
[0012]I)、由于納米粒子聚集是動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此基于納米材料聚集的比色檢測(cè)方法需要加鹽或加目標(biāo)物誘導(dǎo)粒子聚集后一定的時(shí)間精確的測(cè)定才能盡量減少誤差，對(duì)于批量檢測(cè)而言，這種方法在時(shí)間控制上具有難度而且容易引入誤差。本發(fā)明利用層析紙的強(qiáng)親水性，將納米材料聚集的信號(hào)在特定時(shí)間固定下來(lái)。納米粒子水分散液中的溶劑(水)能在紙上迅速擴(kuò)散吸收而使得納米材料得以在紙表面析出，水分的丟失使得納米粒子的布朗運(yùn)動(dòng)停止，聚集這一動(dòng)態(tài)過(guò)程也隨之停止，因此納米粒子這一時(shí)刻的聚集狀態(tài)也就被固定了下來(lái)。本發(fā)明利用了紙上分析技術(shù)的基材達(dá)到了納米材料信號(hào)固定的目的，其檢測(cè)則具有自由性，易控制。
[0013]2)、由于將液體干燥于層析紙上之后，無(wú)法用常規(guī)的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)分析，因此常規(guī)的紙上分析技術(shù)即利用拍照和軟件進(jìn)行分析在精確定量上具有很大局限性。同時(shí)，拍照受環(huán)境及曝光對(duì)照片產(chǎn)生的影響使得不同照片存在色差等各種誤差，從而導(dǎo)致檢測(cè)精確度較低。本發(fā)明采用積分球?qū)埳蠘悠愤M(jìn)行精確測(cè)定，可以精確測(cè)定固體紙上材料的吸收光譜并進(jìn)行定量，以得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。
[0014]3)、本發(fā)明的基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法，其應(yīng)用范圍較廣，例如金納米粒子、納米棒-核酸比色檢測(cè)體系，金納米粒子、納米棒-抗原抗體比色檢測(cè)體系，以及納米銀、碳納米管、氧化石墨烯等所有可以被檢測(cè)物誘導(dǎo)發(fā)生聚集變化的體系。
[0015]4)、本發(fā)明采用層析紙與積分球相結(jié)合的方法，既對(duì)動(dòng)態(tài)聚集中的納米材料進(jìn)行了信號(hào)固定，又克服了常規(guī)紙上分析技術(shù)難以精確測(cè)定的缺點(diǎn)。同時(shí)，測(cè)定不受時(shí)間限制，得到的結(jié)果更加可靠精確。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為實(shí)施例1中檢測(cè)體系對(duì)不同汞濃度響應(yīng)的照片(上)以及汞濃度-聚集程度(六65。/A52。)曲線(下)。
[0017]圖2為實(shí)施例2中檢測(cè)體系對(duì)不同pH值響應(yīng)的照片(上)以及pH值-聚集程度
(A65o/A52o)曲線(下)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1:汞離子的檢測(cè)
[0020]將未離子識(shí)別DNA序列(1μΜ，10μ?與不同濃度未溶液(1yL)混合，靜置30分鐘，加入納米金溶液(10nM，100 μ L)。15分鐘后，加入NaCl溶液(420mM，10 μ L)(以上步驟與常規(guī)基于納米金的比色傳感方法一致)。
[0021]3分鐘(通過(guò)預(yù)終止時(shí)刻確立步驟得出)后取該混合液50yL滴于層析紙上，使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集。最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析，利用該發(fā)明方法得到的對(duì)汞響應(yīng)的結(jié)果如圖1所示。
[0022]通過(guò)圖1中照片(上圖)可觀察到樣品顏色和不同汞離子濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，隨著汞離子濃度增加，樣品顏色由紅色逐漸變?yōu)樽仙?，并且逐步加深呈現(xiàn)藍(lán)灰色，而在較高汞離子濃度下(750nM以上)則完全轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)灰色。相應(yīng)地，汞濃度-聚集程度(以慫5(|/?2(|表示)曲線(下圖)則能反應(yīng)出信號(hào)對(duì)汞離子濃度的關(guān)系，在低濃度區(qū)(0-300nM)，A65tZA52Ji汞離子濃度展現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。隨著汞離子濃度逐漸增大，信號(hào)的增加趨于緩和并在750nM左右達(dá)到飽和，這與上圖得到的結(jié)果相近。
[0023]實(shí)施例2:pH警報(bào)體系的應(yīng)用
[0024]將AlOTNA序列(0.5 μ M，10 μ L)與不同pH值緩沖液混合，靜置30分鐘，加入納米金溶液(ΙΟηΜ，100 μ L)。15分鐘后，加入NaCl溶液(420mM，10 μ L)(以上步驟與常規(guī)基于納米金的比色傳感方法一致)。
[0025]3分鐘(通過(guò)預(yù)終止時(shí)刻確立步驟得出)后取該混合液50yL滴于層析紙上，使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集。最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析，利用該發(fā)明方法得到的對(duì)汞響應(yīng)的結(jié)果如圖2所示。
[0026]通過(guò)圖2中照片(上圖)可觀察到樣品顏色和不同pH值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，pH低于2.9，樣品顏色為紅色；pH為3.0-3.1顏色變?yōu)樽仙?，而pH高于3.2時(shí)則轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)灰色。相應(yīng)地，PH值-聚集程度曲線(下圖)則能反應(yīng)出信號(hào)對(duì)pH值的關(guān)系，pH低于2.9或高于3.2信號(hào)值幾乎為固定數(shù)值，而在3.0-3.1則為過(guò)渡區(qū)，這與上圖得到的結(jié)果相近，由于過(guò)渡區(qū)很窄(0.2個(gè)pH)因而稱之為pH警報(bào)體系。
[0027]以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法，其特征是步驟為: ①、預(yù)終止時(shí)刻即納米材料經(jīng)鹽或目標(biāo)物誘導(dǎo)粒子聚集至合適程度的確立 傳統(tǒng)納米材料比色傳感體系與目標(biāo)物相互作用顯色后，取若干不同混合時(shí)間的適量該混合分散液滴于層析紙上使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，取光斑信號(hào)區(qū)分度最高的取樣時(shí)刻為預(yù)終止時(shí)刻； ②、基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè) 傳統(tǒng)納米材料比色傳感體系與目標(biāo)物相互作用顯色后，在預(yù)終止時(shí)刻取適量該混合分散液滴于層析紙上使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析。2.如權(quán)利要求1所述方法在汞離子檢測(cè)中的應(yīng)用，其特征是步驟如下: ①、依傳統(tǒng)比色傳感方法制備混合分散液 將汞離子識(shí)別DNA序列分別與不同濃度的汞溶液混合，靜置一段時(shí)間后加入納米金溶液，接著加入NaCl溶液，混合至預(yù)終止時(shí)刻； ②、信號(hào)固定化檢測(cè) 取適量該混合液在預(yù)終止時(shí)刻滴于層析紙上，使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析。3.如權(quán)利要求1所述方法在pH警報(bào)體系中的應(yīng)用，其特征是步驟如下: ①、依傳統(tǒng)比色傳感方法制備混合分散液 將AlOTNA序列分別與不同濃度的pH值緩沖液混合，靜置一段時(shí)間后加入納米金溶液，接著加入NaCl溶液，混合至預(yù)終止時(shí)刻； ②、信號(hào)固定化檢測(cè) 取適量該混合液在預(yù)終止時(shí)刻滴于層析紙上，使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析。
【專利摘要】一種基于層析紙-積分球的對(duì)納米材料比色傳感體系的信號(hào)固定化檢測(cè)的方法及應(yīng)用，涉及基于納米材料的比色檢測(cè)方法領(lǐng)域，傳統(tǒng)納米材料比色傳感體系與目標(biāo)物相互作用顯色后，在預(yù)終止時(shí)刻取適量該混合分散液滴于層析紙上使其形成規(guī)則的圓斑，自然干燥后，以層析紙為空白，將樣品置于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的積分球附件上，使待測(cè)區(qū)域?qū)?zhǔn)光斑進(jìn)行吸收光譜的采集，最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行目標(biāo)物的定量分析。本發(fā)明采用層析紙與積分球相結(jié)合的方法，既對(duì)動(dòng)態(tài)聚集中的納米材料進(jìn)行了信號(hào)固定，又克服了常規(guī)紙上分析技術(shù)難以精確測(cè)定的缺點(diǎn)。同時(shí)，測(cè)定不受時(shí)間限制，得到的結(jié)果更加可靠精確。
【IPC分類】G01N21/78
【公開(kāi)號(hào)】CN104977294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510309147
【發(fā)明人】鄭斌, 程盛, 董華澤, 朱金苗, 丁運(yùn)生, 劉健
【申請(qǐng)人】合肥師范學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日