本发明专利技术涉及一种用于快速检测盐酸克伦特罗的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料，该复合纳米材料为Fe3O4@mSiO2@MTT‑SDS，通过以下步骤来制备：水热法制备Fe3O4，以正硅酸乙酯为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，在碱性介质中进行水解、缩合、缩聚反应制备磁性多孔硅纳米粒子；将磁性多孔硅纳米粒子和超声浸润的钠基蒙脱土水溶液混合，SDS为修饰剂，在有机介质中采用溶胶凝胶法制备磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料。本发明专利技术制备过程简单，反应条件温和，易于操作；产物易于分离回收、分散性好、使用寿命长，具有多孔性和高的类过氧化氢酶活性，可用于快速检测痕量盐酸克伦特罗；检测方法成本低，简便快速，灵敏度高，可广泛地应用于饲料、食品中痕量盐酸克伦特罗的检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料
，涉及一种具有过氧化氢类酶活性的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料，能催化H2O2氧化盐酸克伦特罗和3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)产生显色反应，可应用于基层实验室或现场快速检测饲料、食品中痕量盐酸克伦特罗。
技术介绍
盐酸克伦特罗(clenbuteerol,CLB)是一种平喘药，为β2受体激动剂，属于拟肾上腺素类药物，临床上主要用于防治人、畜支气管哮喘和痉挛。1984年美国一家公司发现高于治疗剂量5～10倍以上(>1μg/kg﹒d)CLB添加于饲料用于喂动物可显著促进动物生长、改善胴体品质、提高瘦肉率,于是欧美等国开始将CLB广泛用于动物饲料。20世纪80年代后期,我国也开始向饲料企业和养殖户推广将该物质添加至饲料中。CLB在体内消除半衰期25～39h，极易在动物组织中蓄积残留。人食残留盐酸克伦特罗的动物产品，如肉、肝、蛋、奶等，轻者肌肉兴奋性增强,重者肌肉震颤、痉挛，头痛头晕，呕吐和腹泻等，孕妇中毒则导致癌变、胎儿致畸等严重危害。因此，1987年欧盟、美国等宣布禁止CLB作为兽用饲料添加剂,我国1997年也明确宣布禁止其在饲料中添加使用。目前，动物源食品中CLB的检测方法主要有感官识别(闫红军等,动物医学进展,2003,24(5):127；李杰.中国饲料,2003,4:31-32)、胶体金免疫层析试纸条法(李超辉等，食品科学，2013，34(12):114-118)、色谱法(GuangleiLi,JChromatogr.A,2016,1456:242-248；YiweiTang,FoodChemistry,2016,190:952-959；CunLi，JChromatogr.A,2010,1217:7873-7877；LucaAmendola,JChromatogr.B,2002,773:7-16)、酶联免疫分析(Hong-CaiZHANG,ChineseJAnalyticalChemistry,2012,40(6):852-856；李超辉等，食品科学，2013，34(14):182-186)、荧光免疫分析法(JingyueXu,FoodControl,2014,46:67-74)电化学免疫分析等(Rong-NingLIANG,ChineseJAnalyticalChemistry,2012,40(3):354-358；LingWang,FoodChemistry,2014,164:113-118；DanChen,BiosensorsandBioelectronics,2016,80:525-531)。感官识别仅起初步判断作用；试纸条法虽然简单快速，但假阳性率高，不准确；色谱法检测灵敏度高，但设备昂贵、复杂，对操作人员技术要求高，过程烦琐，检测时间长；酶联免疫分析、荧光免疫分析和电化学免疫分析等三种方法的操作简便快速、灵敏度高，但荧光分析仪价格较高，电化学免疫分析的电极制备工艺复杂，成本较高，且酶联免疫分析和荧光免疫分析涉及天然酶的标记，易引起酶活力下降，加上天然酶价格昂贵，难保存，易失活，限制了这三种方法的实际应用。近年来，一种基于纳米粒子模拟酶比色原理的新型快速检测技术迅速发展，并因其具有检测灵敏度高、选择性好、无需配套仪器、操作简便、适于现场分析等一系列优点，在环境和食品领域现场筛查及应急处置等方面展现出广阔的应用前景。目前已发现应用于比色分析的纳米粒子模拟酶主要有贵金属纳米粒子(JiangH,Analyst,2012,137(23):5560–5564；HeWW,Biomaterials,2011,32(4):1139–1147)、金属氧化物纳米粒子(WanY,Biosen.Bioelectron.,2012,33(1):69–74；MuJS,Chem.Commun.,2012,48(19):2540–2542)、碳基纳米粒子(LiuS，Anal.Methods,2011,3(7):1475–1477；SongYJ,Adv.Mater.,2010,22(19):2206–2210；SongY，Chem.Eur.J.,2010,16(12):3617–3621)等，其中磁性氧化铁纳米粒子因催化活性高，易分离回收、易再生而备受关注(Gao等,Nat.Nanotechnol.2007,2(9):577-583；Ding等，AnalyticalChemistry，2012，82：5897-5899；聂冬霞，华东师范大学，2011；高原，吉林大学，2012)。但裸露的Fe3O4容易团聚、易失活，易引起催化活性下降(梁敏敏等，东南大学学报，2011，30：105-107；郭祖鹏等，磁性材料及器件，2012，43：9-19)。因此，制备分散稳定性高、使用寿命长及类酶活性高的Fe3O4的纳米粒子具有十分重要的意义。徐琰清用SiO2包裹Fe3O4制备了四氧化三铁/二氧化硅复合颗粒，有效地阻止了Fe3O4粒子之间的团聚，增加了其分散稳定性(徐琰清，华东师范大学，2011)；Zhang等采用普鲁士蓝对磁性纳米粒子表面进行修饰来提高其催化活性(ZhangX,etal.JMater.Chem.,2010,20:5110-5116)；Su等人(Su等,AnalyticalChemistry,2012,84:5753-5758)和Shi等人(Shi等,Chem.Commun.,2011,47:10785-10787)通过贵金属掺杂的磁性纳米粒子来提高其催化活性，如ZnFe2O4、CoFe2O4纳米粒子。众所周知，介孔材料具有很多独特的性质，如大的比表面积，可控的孔径和孔道结构，良好的电子传输性能；蒙脱土(montmorillonite，MMT)由两层Si-O四面体和一层A1-O八面体组成的层状结构，层间可交换阳离子，交换的阳离子进入蒙脱土后可撑开蒙脱土的层间距，增大蒙脱土的比表面积。不同的掺插剂与蒙脱土结合形成的新型材料具有不同酸度、层间距、吸附性和催化性，本专利技术针对裸露的Fe3O4容易团聚、易失活，易引起催化活性下降的问题，基于介孔硅材料和蒙脱土材料高比表面积、良好的电子传输性能、具有酸性，以及过氧化物酶底物3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)的碱性，专利技术一种易分离回收、分散稳定性高、使用寿命长及类酶活性高的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料，应用于基层实验室或现场快速检测饲料、食品中痕量盐酸克伦特罗。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种易分离回收、电子传输性能好、分散性好、类酶活性高、稳定、使用寿命长的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料即Fe3O4@mSiO2@MMT-SDS，可应用于基层实验室或现场快速检测饲料、食品中痕盐酸克伦特罗。本专利技术所述的用于快速检测盐酸克伦特罗的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料为Fe3O4@mSiO2@MTT-SDS，是通过以下步骤来制备的：(1)将5～15mmolFeCl3·6H2O和5～7mmolFeSO4·7H2O溶于100～150mL蒸馏水，超声20～30min，然后加入1.0～1.5g分散剂和0.1～0.2gNaOH，超声10～20min，混合物转移至内衬有聚四氟乙烯的不锈钢水热反应釜中，密封，放入恒温电热烘箱中反应6～本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于快速检测盐酸克伦特罗的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料，其特征在于，所述磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料为Fe3O4@mSiO2@MTT‑SDS，是通过以下步骤来制备的：(1)将5～15mmol FeCl3·6H2O和5～7mmol FeSO4·7H2O溶于100～150mL蒸馏水，超声20～30min，然后加入1.0～1.5g分散剂和0.1～0.2g NaOH，超声10～20min，混合物转移至内衬有聚四氟乙烯的不锈钢水热反应釜中，密封，放入恒温电热烘箱中反应6～8h，产物用10％乙醇水溶液洗涤，真空干燥，得到Fe3O4纳米粒子；(2)将0.5～1.0g Fe3O4和0.5～2.0g十六烷基三甲基溴化铵分散于50～100mL乙醇‑水溶液，超声20～30min除氧，加入0.1～0.2g NaOH，超声5～10min，然后在超声条件下缓慢滴加2～4mL四乙氧基硅烷溶液，继续超声5～10min，混合物转移至内衬有聚四氟乙烯的不锈钢水热反应釜中，密封，放入恒温电热烘箱中反应6～8h，产物用10％乙醇水溶液洗涤，再置于管式炉中在氮气保护下烘烧6～8h除去表面活性剂，得到磁性多孔硅纳米粒子即Fe3O4@mSiO2；(3)将0.5～1.0g钠基蒙脱土(MMT)分散于40～100mL蒸馏水中，超声浸润30～60min得到蒙脱土乳液；将1.0～2.0g Fe3O4@mSiO2分散于15～30mL无水乙醇，在搅拌下快速加入蒙脱土乳液，于恒温水浴中应2～3h，然后加入0.2～0.5g十二烷基硫酸钠(SDS)，继续反应6～8h，离心过滤，产物依次用水、无水乙醇洗涤2～3次，真空干燥，得到磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料即Fe3O4@mSiO2@MTT‑SDS。...
【技术特征摘要】
1.一种用于快速检测盐酸克伦特罗的磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料，其特征在于，所述磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料为Fe3O4@mSiO2@MTT-SDS，是通过以下步骤来制备的：(1)将5～15mmolFeCl3·6H2O和5～7mmolFeSO4·7H2O溶于100～150mL蒸馏水，超声20～30min，然后加入1.0～1.5g分散剂和0.1～0.2gNaOH，超声10～20min，混合物转移至内衬有聚四氟乙烯的不锈钢水热反应釜中，密封，放入恒温电热烘箱中反应6～8h，产物用10％乙醇水溶液洗涤，真空干燥，得到Fe3O4纳米粒子；(2)将0.5～1.0gFe3O4和0.5～2.0g十六烷基三甲基溴化铵分散于50～100mL乙醇-水溶液，超声20～30min除氧，加入0.1～0.2gNaOH，超声5～10min，然后在超声条件下缓慢滴加2～4mL四乙氧基硅烷溶液，继续超声5～10min，混合物转移至内衬有聚四氟乙烯的不锈钢水热反应釜中，密封，放入恒温电热烘箱中反应6～8h，产物用10％乙醇水溶液洗涤，再置于管式炉中在氮气保护下烘烧6～8h除去表面活性剂，得到磁性多孔硅纳米粒子即Fe3O4@mSiO2；(3)将0.5～1.0g钠基蒙脱土(MMT)分散于40～100mL蒸馏水中，超声浸润30～60min得到蒙脱土乳液；将1.0～2.0gFe3O4@mSiO2分散于15～30mL无水乙醇，在搅拌下快速加入蒙脱土乳液，于恒温水浴中应2～3h，然后加入0.2～0.5g十二烷基硫酸钠(SDS)，继续反应6～8h，离心过滤，产物依次用水、无水乙醇洗涤2～3次，真空干燥，得到磁性多孔硅蒙脱土复合纳米材料即...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦寿莲，刘永，汪洪武，姚夙，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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