(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210599205.0 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 西北农林科技大 学 地址 712100 陕西省咸阳市杨凌区 邰城路3 号 (72)发明人 张文涛　康怡　王建龙　石硕　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 徐瑛 (51)Int.Cl. B01J 20/28(2006.01) B01J 20/06(2006.01) B01J 20/22(2006.01) B01J 20/30(2006.01) A01N 57/12(2006.01)A01N 25/08(2006.01) A01P 1/00(2006.01) C12N 13/00(2006.01) C12N 1/02(2006.01) C12N 1/20(2006.01) C12R 1/01(2006.01) C12R 1/44(2006.01) C12R 1/445(2006.01) (54)发明名称 一种含植酸的磁性纳米捕菌剂及其制备方 法和应用 (57)摘要 本发明提供了一种含植酸的磁性纳米捕菌 剂及其制备方法和应用， 属于微生物检测以及磁 性材料的制备和应用技术领域。 该磁性纳米捕菌 剂是以纳米Fe3O4为磁性核， 用植酸对Fe3O4表面 进行修饰得到。 该磁性纳米捕 菌剂对革兰氏阳性 菌具有很强的特异性吸附的能力， 可以用于快速 吸附和分离样品的中革兰氏阳性菌， 不需要进行 复杂的样品前处理； 用于食品卫生领域， 可以避 免食品风味损失和品质破坏。 权利要求书1页 说明书8页 附图5页 CN 115254068 A 2022.11.01 CN 115254068 A 1.一种含植酸的磁性纳米捕菌剂， 其特征在于， 所述磁性纳米捕菌剂是以磁性纳米 Fe3O4为核， 用植 酸对所述磁性纳米F e3O4表面进行修饰得到 。 2.权利要求1所述的磁性纳米捕菌剂的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 将磁性纳米Fe3O4在乙醇中超声 分散， 得到悬浮液A； 制备含植酸的乙醇溶液B； 将悬浮液 A与乙醇溶液B混合， 振荡反应， 通过磁分离得到反应产物， 用去离子水清洗后得到Fe3O4‑PA 磁性纳米捕菌剂； 所述磁性纳米F e3O4与所述植酸的摩尔比为(81.4:1)～(4.1～3)。 3.根据权利要求2所述的磁性纳米捕菌剂的制备方法， 其特征在于， 所述磁性纳米Fe3O4 的制备方法包括以下步骤： 将可溶于水 的三价铁盐和无水醋酸钠加入乙二醇中溶解， 再加 入聚丙烯酸， 氮气保护下搅拌均匀， 得到溶液C； 溶液C在聚四氟乙烯内衬的高压釜中， 在110 ～130℃下反应2h， 继续加热至190～210℃反应10h； 待反应体系冷却至室温， 所得黑色产品 用无水乙醇洗涤至上清无色透明， 真空干燥， 即得磁性纳米F e3O4。 4.根据权利要求3所述的磁性纳米捕菌剂的制备方法， 其特征在于， 所述可溶于水的三 价铁盐、 无 水醋酸钠、 聚丙烯酸的摩尔比为72.5:381:1。 5.根据权利要求3所述的磁性纳米捕菌剂的制备方法， 其特征在于， 所述可溶于水的三 价铁盐为六 水合氯化铁 。 6.权利要求1所述的磁性纳米捕菌剂的应用， 其特征在于， 将所述磁性纳米捕菌剂用于 捕获和分离样品中的革兰氏阳性菌 。 7.根据权利要求6所述的磁性纳米捕菌剂的应用， 其特征在于， 所述革兰氏阳性菌为单 增李斯特菌、 金黄色葡萄球菌或 耐甲氧西林 金黄色葡萄球菌中的一种或几种。 8.根据权利要求6所述的磁性纳米捕菌剂的应用， 其特征在于， 将所述磁性纳米捕菌剂 用于捕获和分离样品中的革兰氏阳性菌的方法包括以下步骤： 若被污染样品为液体， 则直 接取被污染样品， 加入 所述磁性纳米捕 菌剂， 振荡8～16min， 通过磁 分离将已吸附革兰氏阳 性菌的磁性纳米捕菌剂分离出来； 若被污染样品为非液体状态， 则将被污染样品制成液态 匀浆， 再加入 所述磁性纳米捕 菌剂， 振荡8～16min， 通过磁 分离将已吸附革兰氏阳性菌的磁 性纳米捕菌剂分离出来； 所述磁 性纳米捕菌剂中磁 性纳米Fe3O4与植酸的摩尔比为(81.4:1) ～(4.1:3)； 所述磁性纳米捕菌剂的用量 根据反应 体系中革兰氏阳性菌的浓度确定 。 9.根据权利要求8所述的磁性纳米捕菌剂的应用， 其特征在于， 所述磁性纳米捕菌剂中 磁性纳米F e3O4与植酸的摩尔比为(20.4:1)～(4.1:3)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115254068 A 2一种含植酸 的磁性纳米捕菌剂及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于微生物检测以及磁性材料的制备和应用技术领域， 具体涉及一种含植 酸的磁性纳米捕菌剂及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]Fe3O4纳米粒子具有许多优良的性质， 在外磁场下能够定向移动， 并且在外加交变 电磁场作用下能产生热量， 其化 学性能稳定， 用途广泛 。 但是， Fe3O4纳米粒子在生产、 应用过 程中却受到很多的限制。 首先Fe3O4本身具有磁性， 容易团聚； 另一方面由于纳米颗粒具有 很 高的比表面积， 处于高能状态， 为不稳定体系， 因此具有强烈的聚集倾向； 其次， 纳米颗粒表 面原子存在许多不饱和键， 极易与其他原子相结合而趋于稳定； 再次， 纳米颗粒表面出现非 化学平衡、 非整数配位的化学价。 因而， 需要对Fe3O4纳米粒子进行表面修饰， 通过表面修饰 能够降低纳米颗粒 的表面能， 一方面减小纳米粒子间的相互作用， 达到稳定纳米粒子不使 其团聚的效果， 另一 方面使粒子表面产生新的物理和化学功能。 目前， 对Fe3O4磁性粒子表面 进行修饰得到具有新功能的磁性材料 的技术已广泛应用于生物医学材料制备、 有机合成、 环境污染治理、 食品安全和卫 生等技术领域。 [0003]近年来食源性致病菌引发的食品安全事件对人类健康构成了严重威胁。 在全球范 围内， 由食源性致病菌介导的食源性疾病受到人们的高度重视。 食源性细菌暴发是全世界 疾病和死亡 的主要原因之一， 严重威胁着我国的社会公共卫生安全， 给医疗保健和社会经 济造成沉重的经济负担。 有效预防食源性疫情的爆发和控制食源性疾病的扩散的一个关键 在于病原微生物的快速筛查， 通常包括样品采集、 样品前处理和微生物检测等步骤。 然而， 食品样品成分比较复杂， 通常需要进行有效的样品前处理才能得到准确可靠的检测结果。 样品前处理的目的就是浓缩被测物质、 消除基质干扰、 保护仪器、 提高方法的准确性、 精密 度、 选择性和灵敏度。 在 整个食品安全性的检测分析中， 70％～80％甚至更多的时间用在样 品的前处理上， 而给实验带来的误差有60％以上来自样品的前处理。 而传统的微生物分离 方法如过滤和离心 等， 分别是基于微生物大小和重量， 均没有 特异性； 传统的热杀菌方法包 括巴氏杀菌、 高温短时间处理和超高温处理， 对食品的营养成分、 感官品质、 理化性质和风 味都有不利影响； 非热处理方法如光动力灭活、 高压处理和 低压等离子处理， 则需要复杂的 设备， 且还存在裂解后留下残留微 生物细胞的缺 点。 [0004]食品生产中所使用的原料来源于日益多样化， 基础的样品富集方法如离心过滤对 于富集处理高度加工、 脂类、 酸类、 高或低DNA含量的食品样品， 常对检测 灵敏度产生干扰， 导致结果的不可靠。 另一方面对于复杂的食品基质和低水平的目标， 特别是对于痕量化合 物的检测， 样品制备程序尤为重要。 适当的样品制备方法可以有效分离和富集目标分析物， 减少样品基质和其他杂质的干扰， 从而提高分析结果的灵敏度、 准确性和可靠性。 因此， 迫 切需要一种有效的策略来快速、 灵敏、 可靠和简单地分离病原微生物或早期检测它们的存 在。 具有代表性的磁分离方法以其用户友好、 快速和成本效益高的模式而受到越来越多的 关注， 并成为 一种强大的预处 理工具。说　明　书 1/8 页 3 CN 115254068 A 3