高質量發明(míng)專利、快速授權，成功案例系列之八

10個月發證：一(yī)種檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器、制(zhì)備方法及其應用（上海大學(xué)）

一(yī)、發明(míng)專利案件(jiàn)基本信息

技術領域：生物(wù)醫藥及納米生物(wù)材料

專利号：CN202110804642.7

專利名稱：一(yī)種檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器、制(zhì)備方法及其應用

專利申請日：2021-07-16

專利授權日：2022-05-10

專利申請人(rén)：上海大學(xué)

發明(míng)人(rén)：孫麗甯，王卓，姜宏

專利代理機構：廣州高炬知(zhī)識産權代理有限公司

專利代理師：孫明(míng)科

二、發明(míng)專利申請文件(jiàn)信息

申請文件(jiàn)：18頁，1.41萬字，附圖3

授權權利要求：8，其中(zhōng)獨立權利要求：1

權項結構：

三、發明(míng)內(nèi)容摘要：

本發明(míng)公開了一(yī)種檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器，其特征在(zài)于，其是以熱共沉澱法合成的(de)稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)爲基質，通(tōng)過将該基質表面油酸配體(tǐ)環氧化，與帶有氨基的(de)供電(diàn)子(zǐ)配體(tǐ)發生開環加成反應，将供電(diàn)子(zǐ)配體(tǐ)鍵合到上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)的(de)表面，在(zài)365 nm紫外(wài)光(guāng)照射下，利用光(guāng)生自(zì)由電(diàn)子(zǐ)還原的(de)方式，在(zài)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)表面原位生長(cháng)一(yī)層金屬銀單質，形成表面爲金屬單質銀、內(nèi)核爲稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)爲基質的(de)核殼結構的(de)納米生物(wù)傳感器。本發明(míng)還公開了其制(zhì)備方法及在(zài)體(tǐ)表以及細胞層面實現過氧化氫濃度的(de)檢測在(zài)應用。發明(míng)提供的(de)納米生物(wù)傳感器在(zài)水中(zhōng)具有分(fēn)散性良好、結構穩定、生物(wù)相(xiàng)容性好且傳感信号強度較高等優點。

四、發明(míng)摘要附圖：

本發明(míng)制(zhì)備的(de)利用上轉換發光(guāng)檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器的(de)透射電(diàn)鏡照片

五、獨立權利要求1：

1. 一(yī)種檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器，其特征在(zài)于，其是以熱共沉澱法合成的(de)稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)爲基質，通(tōng)過将該基質表面油酸配體(tǐ)環氧化，與帶有氨基的(de)供電(diàn)子(zǐ)配體(tǐ)發生開環加成反應，将供電(diàn)子(zǐ)配體(tǐ)鍵合到上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)的(de)表面，在(zài)365 nm紫外(wài)光(guāng)照射下，利用光(guāng)生自(zì)由電(diàn)子(zǐ)還原的(de)方式，在(zài)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)表面原位生長(cháng)一(yī)層金屬銀單質，形成表面爲金屬單質銀、內(nèi)核爲稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)爲基質的(de)核殼結構的(de)納米生物(wù)傳感器。

六、發明(míng)人(rén)團隊簡介

本發明(míng)由上海大學(xué)理學(xué)院、上海大學(xué)納米科學(xué)與技術研究中(zhōng)心研究團隊研發。本發明(míng)現有經營成員30餘人(rén)，核心發明(míng)人(rén)孫麗甯， 女， 博士， 教授研究員，德國洪堡學(xué)者，博士生導師。專利的(de)其他研發人(rén)員主要爲上海大學(xué)孫麗甯教授及其博士生和(hé)碩士生。

七、本發明(míng)主要的(de)有益效果：

（1）本發明(míng)提供的(de)利用上轉換發光(guāng)檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器，重點在(zài)于基于稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)及組胺衍生物(wù)，利用光(guāng)生自(zì)由電(diàn)子(zǐ)還原的(de)方式在(zài)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)表面原位生長(cháng)一(yī)層金屬銀單質，獲得(de)表面爲金屬單質銀、內(nèi)核爲稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)爲基質的(de)核殼結構的(de)納米生物(wù)傳感器；該傳感器在(zài)水中(zhōng)具有分(fēn)散性良好、結構穩定、化學(xué)組成穩定、重複性好、成本低、檢測步驟少(shǎo)且傳感信号強度較高等優點。

（2）本發明(míng)提供的(de)納米生物(wù)傳感器的(de)制(zhì)備方法，通(tōng)過熱共沉澱法發得(de)到稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)，利用光(guāng)生自(zì)由電(diàn)子(zǐ)還原的(de)方法在(zài)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)表面原位生長(cháng)一(yī)層金屬銀單質。該制(zhì)備方法克服了現有合成方法的(de)不足，簡化了制(zhì)備過程、設備投入較少(shǎo)，反應條件(jiàn)溫和(hé)且易于控制(zhì)，制(zhì)得(de)的(de)納米粒子(zǐ)生物(wù)傳感器均勻性好、化學(xué)組成穩定、重複性好，易于實現産業化生産。

（3）本發明(míng)提供的(de)利用上轉換發光(guāng)檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器的(de)應用，針對(duì)性地克服了現有生物(wù)傳感器單一(yī)性應用的(de)局限性，在(zài)充分(fēn)利用上轉換發光(guāng)納米顆粒熒光(guāng)成像的(de)同時，還可(kě)以利用其發光(guāng)信号強度對(duì)氧化氫濃度進行(xíng)檢測，使其在(zài)具備了過氧化氫濃度實時監測功能(néng)，同時其還兼顧抗菌抑菌的(de)功能(néng)，親水性好，大大簡化了制(zhì)備和(hé)檢測步驟，降低了綜合成本，擴展了其在(zài)生物(wù)醫藥及診療一(yī)體(tǐ)化領域的(de)應用，具有廣泛的(de)應用前景。

八、本案專利代理師經驗分(fēn)享：

近年(nián)來，生物(wù)傳感器在(zài)不同領域中(zhōng)均被看作(zuò)是可(kě)取代傳統傳感器的(de)分(fēn)析替代方法。生物(wù)傳感器是一(yī)種分(fēn)析裝置，由兩個基本部分(fēn)構成：生物(wù)受體(tǐ)（抗體(tǐ)、DNA探針或細胞等），用于利用生物(wù)分(fēn)子(zǐ)相(xiàng)互作(zuò)用的(de)特異性來特異性檢測物(wù)質；以及轉換器或傳感器，能(néng)夠将所述受體(tǐ)産生的(de)生物(wù)識别反應诠釋并“轉換”爲可(kě)量化的(de)光(guāng)信号或電(diàn)信号。令這(zhè)些裝置成爲具有極大吸引力的(de)分(fēn)析工(gōng)具的(de)最主要原因，在(zài)于其特異性、高敏感度、能(néng)縮短(duǎn)分(fēn)析時間(jiān)的(de)反應能(néng)力、能(néng)夠在(zài)整合系統中(zhōng)進行(xíng)誘導的(de)能(néng)力、自(zì)動(dòng)化之便利，及實時操作(zuò)能(néng)力、多(duō)功能(néng)性和(hé)低成本等。

現有技術中(zhōng)除了少(shǎo)數幾項發明(míng)專利方案外(wài)，還有文獻報(bào)道了一(yī)系列可(kě)用于過氧化氫檢測的(de)技術，包括電(diàn)化學(xué)、比色法、熒光(guāng)和(hé)化學(xué)發光(guāng)。但是，利用上述現有工(gōng)藝方法制(zhì)備的(de)納米生物(wù)傳感器，各主要組分(fēn)差異較大，主要組分(fēn)來源受限、成本高，制(zhì)備方法、檢測方法複雜、設備價格高昂，且不容易實現穩定量産；其制(zhì)成品的(de)化學(xué)穩定性較差，生物(wù)相(xiàng)容性較差，特别是傳感信号強度較低，限制(zhì)了其在(zài)生物(wù)領域的(de)應用。

針對(duì)這(zhè)一(yī)情況，本發明(míng)人(rén)團隊研發了一(yī)種檢測過氧化氫濃度的(de)納米生物(wù)傳感器、制(zhì)備方法，改進傳感器的(de)結構，以稀土(tǔ)上轉換發光(guāng)納米粒子(zǐ)爲基質，利用其上轉換發光(guāng)性能(néng)結合金屬單質銀，提高傳感器的(de)化學(xué)穩定性，以解決現有生物(wù)傳感器組分(fēn)來源受限、穩定性差，化學(xué)組成差異大以及傳感信号強度低等問(wèn)題，克服現有産品的(de)技術缺陷，以實現利用上轉換發光(guāng)信号對(duì)過氧化氫濃度的(de)檢測、傳感。

本專利涉及多(duō)個學(xué)科和(hé)技術領域，包括納米材料、生物(wù)醫藥、制(zhì)造工(gōng)藝及檢測技術等，對(duì)專利代理師的(de)跨領域的(de)專業能(néng)力、綜合水平，對(duì)新材料、生物(wù)技術領域的(de)經驗要求較高。我(wǒ)公司派出專利代理師孫明(míng)科與研發團隊對(duì)接，反複多(duō)次與研發團隊深入交流，共同分(fēn)析技術問(wèn)題和(hé)發明(míng)要點，在(zài)深度檢索和(hé)多(duō)次撰寫修改的(de)基礎上，完成了本項發明(míng)專利的(de)申請文件(jiàn)。本案專利代理師通(tōng)過與研發團隊成員密切溝通(tōng)，認真聽取發明(míng)人(rén)的(de)構思和(hé)技術方案，并且進行(xíng)了深入的(de)技術挖掘，準确縮短(duǎn)技術問(wèn)題和(hé)技術效果，從而得(de)到了本發明(míng)呈現的(de)較爲完善的(de)技術方案。

本案件(jiàn)由于涉及機器人(rén)及納米材料、生物(wù)醫藥及檢測技術，屬于生物(wù)醫藥技術領域，專利代理師在(zài)提交、審查意見(jiàn)答(dá)複、繳費等多(duō)個環節均做了快速處理，最終使本發明(míng)按照正常審查流程，能(néng)夠在(zài)10個月的(de)時間(jiān)頒發了發明(míng)證書，爲發明(míng)人(rén)團隊盡早實施該專利技術創造了良好的(de)條件(jiàn)。

本專利是專利代理師與發明(míng)人(rén)團隊密切合作(zuò)完成的(de)跨領域高質量專利申請案件(jiàn)，雙方多(duō)次、反複討(tǎo)論、修改了多(duō)稿才最終定稿，發明(míng)人(rén)科研團隊及代理師對(duì)本發明(míng)均付出了辛苦的(de)勞動(dòng)。

本發明(míng)專利作(zuò)爲生物(wù)醫藥領域的(de)高質量的(de)發明(míng)專利，與申請人(rén)布局的(de)其他發明(míng)專利相(xiàng)互配合，對(duì)納米材料、制(zhì)備方法、醫學(xué)檢測等進行(xíng)了合理分(fēn)層、遞進式的(de)保護，采用快速的(de)申請和(hé)審查答(dá)複，大幅縮短(duǎn)了審查時間(jiān)。本發明(míng)專利快速獲得(de)授權後，有利于該申請人(rén)對(duì)該專利技術成果進行(xíng)轉化、實施，盡早投入使用，産生更好的(de)社會(huì)和(hé)經濟效益。