[发明专利]一种超灵敏无标记快速检测蓖麻毒素的光子晶体传感材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种超灵敏无标记快速检测蓖麻毒素的光子晶体传感材料及其制备方法与应用。该光子晶体传感材料为连接有H₁序列的蛋白石SiO₂‑AuNPs光子晶体，所述蛋白石SiO₂‑AuNPs光子晶体由修饰金纳米颗粒的二氧化硅微球悬浮液经重力垂直沉降自组装堆垒形成，所述H₁序列如SEQID NO：1所示。本发明的传感材料制备简单，操作方便，具有优异的响应性能，成本较低，检测限可达2.089fg/mL。

技术领域

本发明属于毒素检测领域，具体地，涉及一种超灵敏无标记快速检测蓖麻毒素的光子晶体传感材料及其制备方法与应用。

背景技术

蓖麻，拉丁学名Ricinus communis L.，原产于非洲东北部的索马里和肯尼亚，在全球热带地区均有广泛分布。蓖麻属于大戟科、蓖麻属的一年生或多年生草本植物，在热带地区常形成多年生的小乔木或灌木。蓖麻植株的茎、叶或蓖麻的籽实中含有有毒物质，主要包括蓖麻毒素、蓖麻碱、蓖麻反应原等。蓖麻毒素经化学提纯后，通常呈现出颗粒状、粉末状或雾状的形态。其能够溶于弱酸或水中，且理化性质较为稳定，不易被高低温所影响。蓖麻毒素作为剧毒蛋白质，其往往只需极少的剂量，就足以杀死一个成年人。其毒性高于氰化物的6000倍。一克高纯度的蓖麻毒素，甚至可令3000人中毒身亡。而且蓖麻毒素的分离与提取相对较为容易。

毒素相对金属武器更加隐蔽和高效，对人类生命安全造成极大威胁。因此，开发灵敏、高效的检测手段是应对威胁的主要措施。

CN109852673A公开了一种用于在复杂基质中检测活性蓖麻毒素的金/量子点纳米探针及其应用。该金/量子点纳米探针是利用脱氧核糖核苷酸单链(ssODN)修饰的金纳米微粒和量子点通过碱基配对杂交的方式形成脱氧核糖核苷酸双链，将金纳米微粒和量子点组装为核-卫星结构的纳米探针。该专利用金/量子点纳米探针用于检测活性蓖麻毒素，检测限为7.46ng/mL。该专利公开的金/量子点纳米探针虽可实现活性蓖麻毒素的检测，但是制备和检测步骤复杂，并且检测限也有待进一步提高。因此，有必要进一步开发更加简便、检测限更低的检测手段。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种制作简单、操作便捷、灵敏度高的光子晶体传感检测材料，以实现对食品中痕量蓖麻毒素超灵敏无标记快速检测。

为了实现上述目的，本发明提供一种超灵敏无标记快速检测蓖麻毒素的光子晶体传感材料，该光子晶体传感材料为连接有H₁序列的蛋白石SiO₂-AuNPs光子晶体，所述蛋白石SiO₂-AuNPs光子晶体由修饰金纳米颗粒的二氧化硅微球悬浮液经重力垂直沉降自组装堆垒形成，所述H₁序列如SEQ ID NO：1所示：5'-SH C6-GAC CTA CTT ATG AAA AAA AAA AAATTA TAT CTA TCT-3'(SEQ ID NO：1)。

优选地，所述光子晶体传感材料由包括以下步骤的方法制得：使用金纳米颗粒修饰氨基化的二氧化硅微球，将修饰金纳米颗粒的二氧化硅微球悬浮液滴加在多孔板中，通过重力垂直沉降自组装的方法，堆垒形成蛋白石SiO₂-AuNPs光子晶体；在光子晶体制备完成后，将巯基化的H₁序列通过Au-S键固定在光子晶体上，获得以H₁序列为识别元件的光子晶体传感材料。

具体地，所述方法包括以下步骤：

S1.利用Duff's法合成金纳米颗粒

将去离子水、NaOH溶液和四羟甲基氯化磷混合均匀，然后快速加入四氯金酸溶液，在室温条件下避光搅拌进行反应，反应完成后将反应液避光保存；

S2.SiO₂-AuNPs微球的制备