一種唾液中毒品代謝物現場的檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種唾液中毒品代謝物現場的檢測方法，具體的說是將“環境綠色”的植物源植酸鈉作為模板和橋連劑制備金納米粒子點綴的四氧化三鐵復合磁性納米粒子并將其作為具有磁響應的表面增強拉曼散射基底，通過磁優化手段和便攜式拉曼儀現場檢測唾液中毒品代謝物的研究方法。本發明的優點是：利用源于植物的植酸鈉作為模板和橋連劑制備具有磁響應的表面增強拉曼散射基底，制備方法簡單，綠色環保，成本低且靈敏度高。采用便攜式拉曼光譜儀和磁優化手段可以實現現場檢測唾液中的毒品代謝物，檢測時間少于五分鐘，方便快捷且準確度高，有效的監測吸煙人群，有利于人類的健康。
【專利說明】-種唾液中毒品代謝物現場的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種唾液中毒品代謝物現場的檢測方法，具體的說是將"環境綠色"的 植物源植酸鈉作為模板和橋連劑制備金納米粒子點綴的四氧化三鐵復合磁性納米粒子并 將其作為具有磁響應的表面增強拉曼散射（SERS，以下同）基底，通過磁優化手段和便攜式 拉曼儀現場檢測唾液中毒品代謝物的研究方法。
【背景技術】
[0002] 近幾年，復合性磁性納米粒子的研究成了一大熱門。復合性納米粒子一般都能綜 合單體的特性，所以其最大的特點是它的多功能性。因此它被廣泛應用于如痕量檢測、污染 物分離、分子識別等諸多領域。而制備復合性納米粒子的方法一般都較困難，所以能用一種 簡單有效地方法制備出理想的復合性納米粒子也是現在研究的熱點。
[0003] 復合性納米粒子的研究方向很多，其中用的較多的模型是在氧化物納米粒子表面 加上貴金屬元素形成復合物。其中對于氧化物納米粒子而言，四氧化三鐵因為其具有獨特 的磁性而被廣泛研究；貴金屬方面，金、銀等納米粒子也因為特殊的光學效應一直都是研究 特點。但是因為Fe 304易于團聚，所以制備單分散的Fe304納米粒子顯得尤為困難。另一方 面，Fe 304表面活性很低，所以直接在其表面構建貴金屬又很困難。所有最好能找到一種雙 重試劑，既能作為模板控制Fe 304的形貌，又能作為橋梁連接貴金屬，最好這種試劑還是無 毒無害，對環境友好。
[0004] 科學家們預計，目前世界上每年死于吸煙的人達300萬，到2025年將達到1000 萬，這意味著吸煙將是下個世紀的一大隱患。由吸煙而引起的各種疾病是不可逆轉的，吸煙 對人類的各種方面帶來極大的危害。因此方便快捷的檢測吸煙人群并及時的采取措施至關 重要。煙的主要的成分是尼古丁，其經人體代謝后，尼古丁唾液中的主要代謝物是可替寧。 因此檢測唾液中的可替寧的含量就能很好的反映吸煙水平。所以一種準確快捷的手段檢測 唾液中毒品代謝物的方法是非常必要的。
[0005] 本文通過加入植酸鈉作為模板和橋連劑制備了環保、高穩定性的金納米粒子點綴 的四氧化三鐵復合磁性納米粒子，將其用作磁響應的SERS基底，通過磁場誘導納米粒子的 聚集進行拉曼檢測，得到磁優化的表面增強拉曼光譜，采用便攜式拉曼儀器現場檢測唾液 中毒品代謝物。
[0006] 迄今為止，國內外尚未有利用金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子作為SERS基底， 采用磁優化手段，現場檢測唾液中毒品代謝物的理想方法。所以發明一種具有"綠色經濟"、 納米顆粒穩定、工藝簡單的復合磁性納米粒子制備方法并將其用做磁響應的SERS基底，通 過磁優化手段和便攜式拉曼檢測唾液中的毒品代謝物，從而現場便捷有效的監測吸煙人群 是一個迫切需要解決的重要技術問題。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種唾液中毒品代謝物現場的檢測方法，制備一種具有 "綠色經濟"、高穩定且工藝簡單的金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子，將其用于SERS基底， 采用磁優化手段和便攜式拉曼儀，現場檢測唾液中的毒品代謝物。
[0008] 本發明的目的是這樣實現的：
[0009] -種唾液中毒品代謝物現場檢測方法，包括以下步驟：
[0010] (1)用化學共沉淀方法制備四氧化三鐵磁性納米粒子，并以植酸鈉為保護劑，產物 室溫下冷卻，水洗三次；
[0011] ⑵將制備的四氧化三鐵磁性納米粒子在攪拌下加熱至沸騰，滴加氯金酸溶液，攪 拌8?10分鐘，再加入檸檬酸三鈉溶液，繼續攪拌50?60分鐘，將產物室溫下冷卻，水洗 三次，制得由植酸鈉保護的金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子；
[0012] (3)將復合磁性納米粒子作為磁響應的表面增強拉曼光譜散射基底，采用便攜式 拉曼光譜儀，通過磁場誘導納米粒子的聚集進行拉曼檢測，得到磁優化的表面增強拉曼光 譜，用于現場檢測唾液中毒品代謝物。
[0013] 植酸是從植物中直接蒸餾制得的，是一種環境友好型、經濟的化學試劑。由于植酸 分子含有六個不共面的磷酸酯鍵，對金屬離子有很強的絡合能力，而且植酸分子之間能自 由絡合形成膠束。膠束內部和表面都存在自由的磷酸酯鍵能與金屬離子進行絡合。因此首 先以植酸為模板采用化學共沉淀方法制備四氧化三鐵磁性納米粒子，植酸外部暴露的自由 的磷酸酯鍵又可以起橋連作用與金離子絡合，加入還原劑檸檬酸三鈉后，原位生成金納米 粒子。從而形成了金納米粒子點綴的四氧化三鐵復合磁性納米粒子。以復合磁性納米粒 子為SERS基底，采用磁場誘導拉曼增強的技術可以有效的增強待測物的拉曼信號，排除干 擾，得到磁優化后的SERS圖譜，檢測過程采用便攜式拉曼光譜儀，方便快捷的實現現場檢 測唾液中的毒品（尼古丁）及代謝物（可替寧）。實驗結果表明，以植酸為模板和橋連劑制 備的金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子穩定性高，用作磁響應的SERS基底，采用磁優化手 段，實現有效的現場檢測唾液中的毒品代謝物（可替寧），整個操作過程少于五分鐘且檢測 限問題50nM(8. 8ppb),低于美國物質濫用和精神健康服務管理局制定的標準（50ppb)。
[0014] 本發明的優點是：
[0015] 1、利用源于植物的植酸鈉作為模板和橋連劑制備具有磁響應的SERS基底，制備 方法簡單，綠色環保，成本低且靈敏度高。
[0016] 2、采用便攜式拉曼光譜儀和磁優化手段可以實現現場檢測唾液中的毒品代謝物， 檢測時間少于五分鐘，方便快捷且準確度高，有效的監測吸煙人群，有利于人類的健康。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明實施例所制備的四氧化三鐵納米粒子的TEM圖。
[0018] 圖2為本發明實施例所制備的金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子納米粒子產物的 EDX 圖。
[0019] 圖3本發明實施例采用磁優化方法分離檢測唾液中毒品代謝物的SERS圖。
[0020] 圖4本發明實施例采用磁優化方法檢測唾液中的可替寧的SERS圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過【具體實施方式】對本發明做進一步說明。本發明采用便攜式拉曼光譜儀 (Enwave)，激發波長為785nm,最大功率300mW。
[0022] 實施例：
[0023] (1)四氧化三鐵磁性納米粒子通過化學共沉淀方法制備，并以植酸鈉為保護劑。產 物室溫下冷卻，水洗三次。
[0024] (2)將上述制備的四氧化三鐵磁性納米粒子（0. 12mg ml/1, 100mL)在攪拌下加熱 至沸騰。滴加〇. 〇lmol/L氯金酸溶液0. 5?lmL，攪拌8?10分鐘。再加入0. Olmol/L檸 檬酸三鈉溶液1?2mL，繼續攪拌50?60分鐘，將產物室溫下冷卻，水洗三次，制得由植酸 鈉保護的金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子。
[0025] (3)將復合磁性納米粒子作為磁響應的表面增強拉曼光譜散射基底，采用便攜式 拉曼光譜儀，通過磁場誘導納米粒子的聚集進行拉曼檢測，得到磁優化的表面增強拉曼光 譜，用于現場檢測唾液中毒品代謝物。
[0026] 圖1是四氧化三鐵納米粒子的TEM圖（a)以及金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子 的TEM圖（b)。采用化學共沉淀的方法，通過加入堿性物質，鐵離子就會水解形成Fe 304，由 于植酸膠束的模板作用，Fe304的大小得到了很好的控制。圖（a)中可以看出Fe 304磁性納 米粒子粒徑大約在5nm。通過植酸鈉的橋連作用，點綴在Fe30 4磁性納米粒子上的金納米粒 子的粒徑大約在l〇nm見圖（b)。
[0027] 圖2是金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子的EDX圖，可以看出有Fe和Au存在。
[0028] 圖3是采用磁優化的方法，對唾液中毒品代謝物（可替寧）進行分離檢測的SERS 圖。如圖中所示，以金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子作為磁響應的SERS基底，在沒有進行 磁優化以前幾乎檢測不到可替寧，只檢測到唾液本身的峰（998CHT 1)見圖3a，當用磁鐵誘導 納米粒子聚集后，采用便攜式光譜儀進行檢測，可替寧的特征拉曼峰（K^OcnT1、1052CHT 1) 清晰可見，見圖3b。說明采用磁優化手段后可以很好的檢測出唾液中的毒品代謝物（可替 寧）。
[0029] 圖4是以復合磁性納米粒子作為SERS基底，采用便攜式拉曼光譜儀結合磁萃取手 段，對唾液中的毒品代謝物（可替寧）的一系列濃度進行檢測。從圖中可以看出可替寧在 唾液中的檢測限低至50nM(8. 8ppb)，低于美國物質濫用和精神健康服務管理局制定的標 準（50ppb)。
【權利要求】
1. 一種唾液中毒品代謝物現場檢測方法，其特征在于：包括以下步驟： ⑴用化學共沉淀方法制備四氧化三鐵磁性納米粒子，并以植酸鈉為保護劑，產物室溫 下冷卻，水洗三次； (2) 將制備的四氧化三鐵磁性納米粒子在攪拌下加熱至沸騰，滴加氯金酸溶液，攪拌 8?10分鐘，再加入檸檬酸三鈉溶液，繼續攪拌50?60分鐘，將產物室溫下冷卻，水洗三 次，制得由植酸鈉保護的金/四氧化三鐵復合磁性納米粒子； (3) 將復合磁性納米粒子作為磁響應的表面增強拉曼光譜散射基底，采用便攜式拉曼 光譜儀，通過磁場誘導納米粒子的聚集進行拉曼檢測，得到磁優化的表面增強拉曼光譜，用 于現場檢測唾液中毒品代謝物。
2. 根據權利要求1所述的唾液中毒品代謝物現場檢測方法，其特征在于：步驟（2)中 氯金酸溶液的濃度為〇. 〇lmol/L。
3. 根據權利要求1所述的唾液中毒品代謝物現場檢測方法，其特征在于：步驟（2)中 檸檬酸三鈉溶液的濃度為〇. Olmol/L。
【文檔編號】G01N21/65GK104122249SQ201410315095
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】楊海峰, 楊天溪 申請人:上海師范大學