双发射比率型荧光传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双发射比率型荧光传感器。所述双发射比率型荧光传感器，采用谷胱甘肽修饰纳米金颗粒制备得到，其在600nm处和800nm处分别具有较强的荧光发射峰。所述双发射比率型荧光传感器应用于乙酰胆碱酯酶和农药检测中，以Au‑S共价键结合为基础，通过乙酰胆碱酯酶可水解硫代乙酰胆碱产生带‑SH的物质或抑制酶的活性，结合谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒自身双荧光发射峰的性质，具有操作方便、样品处理简单、高效、高灵敏检测等优点，应用前景好。基于所述双发射比率型荧光传感器，本发明专利技术提供了一种双发射比率型荧光传感器的制备方法，及其在检测乙酰胆碱酯酶和农药残留中的应用。

Dual emission ratio fluorescence sensor and its preparation method and Application

The invention discloses a dual emission ratio fluorescent sensor. The dual emission ratio type fluorescence sensor is prepared by using glutathione modified gold nanoparticles, which have strong fluorescence emission peaks at 600nm and 800nm respectively. The dual emission ratio fluorescence sensor is used in the detection of acetylcholinesterase and pesticide, based on the binding of Au S covalent bond, and can hydrolyze thioacetylcholine by acetylcholinesterase to produce the substance or inhibitory enzyme activity of thioacetylcholine, and the properties of the double fluorescence emission peak of the nano gold nanoparticles modified by glutathione. It has the advantages of convenient operation, simple sample treatment, high efficiency and high sensitivity detection, and has good application prospects. Based on the dual emission ratio fluorescence sensor, the invention provides a preparation method of a double emission ratio fluorescence sensor and its application in the detection of acetylcholinesterase and pesticide residues.

【技术实现步骤摘要】
双发射比率型荧光传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米材料科学以及生物化学传感
，具体涉及一种双发射比率型荧光传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
农药，包括杀虫剂、除草剂以及除菌剂在内，由于具有较高的毒性，从而被广泛应用于现代农业之中，虽然能防治病虫灾害，但同时也渗入了人类公共健康卫生之中。据世界卫生组织的数据分析，每年大约有15亿人次儿童发生包括农药残留引起的食物中毒；其中的典型代表就是氨基甲酸酯类和有机磷类农药，其机理关键在于氨基甲酸酯和有机磷类农药能够抑制神经系统中一种具有催化活性的酶——乙酰胆碱酯酶的活性，从而抑制神经传递，导致器官衰竭直至死亡。因此，保护人类免受农药污染以及食物中农药残留的伤害，寻找简单方便高效的检测环境中农药残留的方法具有重要意义。传统的农药检测方法包括了质谱、气相色谱、高效液相色谱以及酶联免疫反应等，然而这些方法既耗时耗力，又需要昂贵的试剂，复杂的样品处理、精密的仪器以及熟练的操作人员。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷，提供一种简单、便捷、快速、高灵敏度的检测方法，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种双发射比率型荧光传感器，可快速、便捷、高灵敏度地对乙酰胆碱酯酶及农药残留进行检测。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种双发射比率型荧光传感器。所述技术方案如下：一种双发射比率型荧光传感器，采用谷胱甘肽修饰纳米金颗粒制备得到，其在600nm处和800nm处分别具有较强的荧光发射峰。进一步地，所述双发射比率型荧光传感器中颗粒粒径为2.5±0.5nm。本专利技术还提供一种双发射比率型荧光传感器的制备方法，包括如下步骤：将谷胱甘肽溶液在90-95℃油浴环境下加热，剧烈搅拌的同时，加入氯金酸溶液，制备得到谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液；优选的，谷胱甘肽溶液与氯金酸溶液加量分别为：50mL浓度为3mM的谷胱甘肽溶液和1500μL浓度为100mM的氯金酸溶液；冷却，离心，超滤纯化，得到双发射比率型荧光传感器。进一步地，离心、超滤纯化、分散包括如下步骤：离心：将谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液置于离心机中21000g离心，除去大颗粒沉淀物质；超滤纯化：在转速为10000rpm下,对上清液进行超滤处理三次除去溶液中多余的谷胱甘肽；分散：将超滤所得的纳米金颗粒用HEPES缓冲液按1:2体积比重新分散，得到双发射比率型荧光传感器；其中HEPES缓冲液的浓度为2M，pH＝8.0。基于所述双发射比率型荧光传感器，本专利技术还提供一种双发射比率型荧光传感器在检测乙酰胆碱酯酶中的应用。一种双发射比率型荧光传感器检测乙酰胆碱酯酶的方法，包括如下步骤：将乙酰胆碱酯酶、底物硫代乙酰胆碱和所述双发射比率型荧光传感器按比例混合，制成反应体系，并在37℃下孵育25min；采用荧光光谱仪进行光谱检测，通过双发射比率型荧光传感器在600nm处和800nm处的荧光强度变化，实现对乙酰胆碱酯酶的检测；优选的，荧光光谱仪测量500-900nm的荧光光谱，其激发波长为400nm。进一步地，反应体系制备方法包括：加入10μL浓度为1mM的底物硫代乙酰胆碱、3μL双发射比率型荧光传感器、待测乙酰胆碱酯酶和适量的超纯水，制成100μL反应体系。基于所述双发射比率型荧光传感器，本专利技术还提供一种双发射比率型荧光传感器在检测农药残留中的应用。一种双发射比率型荧光传感器检测农药残留的方法，包括如下步骤：将乙酰胆碱酯酶与待测农药混合，在37℃下孵育20min；按比例加入底物硫代乙酰胆碱和双发射比率型荧光传感器，制成反应体系，在37℃下孵育5min；采用荧光光谱仪进行光谱检测，通过双发射比率型荧光传感器在600nm处和800nm处的荧光强度变化，实现对农药残留的检测；优选的，荧光光谱仪测量500-900nm的荧光光谱，其激发波长为400nm。进一步地，反应体系制备包括：加入8μL浓度为1U/mL乙酰胆碱酯酶、10μL浓度为1mM硫代乙酰胆碱、3μL双发射比率型荧光传感器、待测农药以及适量的超纯水，制成100μL反应体系。与现有技术相比，本专利技术提供的双发射比率型荧光传感器，有益效果在于：应用于乙酰胆碱酯酶和农药残留检测中，以Au-S共价键结合为基础，通过乙酰胆碱酯酶可水解硫代乙酰胆碱产生带-SH的物质或农药抑制酶的活性，结合谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒自身荧光双发射峰性质，具有操作方便、样品处理简单、高效、高灵敏检测等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的双发射比率型荧光传感器的材料表征图；图2为本专利技术提供的双发射比率型荧光传感器的检测原理示意图；图3为本专利技术反应机理荧光光谱图；图4为不同浓度乙酰胆碱酯酶的荧光光谱图；图5为不同浓度乙酰胆碱酯酶的荧光强度在800nm和600nm处的比率关系图；图6为不同浓度以涕灭威为例的农药抑制乙酰胆碱酯酶反应的荧光光谱图；图7为不同浓度涕灭威的荧光强度在800nm与600nm处比值的对数关系图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。实施例1：双发射比率型荧光传感器的制备双发射比率型荧光传感器的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：制备谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液；具体包括：步骤S11：将浓硝酸与浓盐酸按照1:3的比例均匀混合，制成王水，静置30min，使其氧化能力达到最强，随后转入烧瓶中，轻轻晃动，30min后，转移王水，用超水洗净烧瓶及其他反应玻璃器皿，并将其烘干备用；步骤S12：在步骤S11所洗净的反应玻璃器皿中，加入50mL浓度为3mM的谷胱甘肽溶液，剧烈搅拌的同时，加入1500μL浓度为100mM的氯金酸溶液，整个装置置于95℃的油浴锅中反应35min，制备得到分散均匀的谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液，溶液为金黄色澄清液；步骤S2：冷却，离心，超滤纯化，分散，得到双发射比率型荧光传感器；具体包括：步骤S21：将步骤S1反应后所得的谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液冷却至室温，置于超速离心机中21000g离心，除去大颗粒沉淀物质；步骤S22：在转速10000rpm下，对上清液进行超滤处理三次以除去溶液中多余的谷胱甘肽；步骤S23：将超滤所得的纳米金颗粒重悬于浓度为2M，pH＝8.0的HEPES缓冲溶液中，获得生物传感检测所需要的双发射比率型荧光传感器；其中超滤所得的纳米金颗粒与HEPES缓冲液的体积比为1:2。请参阅图1，为本专利技术提供的双发射比率型荧光传感器的材料表征图。其中，曲线a表示本专利技术中制备纳米金颗粒使用的原料谷胱甘肽和氯金酸混合溶液的紫外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双发射比率型荧光传感器，其特征在于，采用谷胱甘肽修饰纳米金颗粒制备得到，其在600nm处和800nm处分别具有较强的荧光发射峰。

【技术特征摘要】
1.一种双发射比率型荧光传感器，其特征在于，采用谷胱甘肽修饰纳米金颗粒制备得到，其在600nm处和800nm处分别具有较强的荧光发射峰。2.根据权利要求1所述的双发射比率型荧光传感器，其特征在于，所述双发射比率型荧光传感器中颗粒粒径为2.5±0.5nm。3.一种权利要求1所述的双发射比率型荧光传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将谷胱甘肽溶液在90-95℃油浴环境下加热，剧烈搅拌的同时，加入氯金酸溶液，制备得到谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液；优选的，谷胱甘肽溶液与氯金酸溶液加量分别为：50mL浓度为3mM的谷胱甘肽溶液和1500μL浓度为100mM的氯金酸溶液；冷却，离心，超滤纯化，分散得到双发射比率型荧光传感器。4.根据权利要求3所述的双发射比率型荧光传感器的制备方法，其特征在于，离心、超滤纯化、分散包括如下步骤：离心：将谷胱甘肽修饰的纳米金颗粒溶液置于离心机中21000g离心，除去大颗粒沉淀物质；超滤纯化：在转速为10000rpm下,对上清液进行超滤处理三次除去溶液中多余的谷胱甘肽；分散：将超滤所得的纳米金颗粒用HEPES缓冲液按1:2体积比重新分散，得到双发射比率型荧光传感器；其中HEPES缓冲液的浓度为2M，pH＝8.0。5.一种权利要求1或2所述的双发射比率型荧光传感器在检测乙酰胆碱酯酶中的应用。6.一种双发射比率型荧光传感器检测乙酰胆碱酯酶的方法，其特征在于，包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旺，马欢，杨涛，林亲录，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43