一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术为一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶‑2,6‑二羧酸的水溶液及其制备方法和应用。该溶液的组成包括：聚丙烯酸钠、稀土离子、荧光分子团和水；聚丙烯酸钠、稀土离子和荧光分子团作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为荧光分子团：稀土离子：丙烯酸根＝1:100～10000：200～20000，水在溶液中所占质量分数为98.50％‑99.98％；本发明专利技术可以通过肉眼观察和简单的荧光强度对比，就可以快速、准确地判断吡啶‑2,6‑二羧酸的存在。

An Effective Aqueous Solution for Detecting Pyridine-2,6-dicarboxylic Acid as a Marker of Bacillus anthracis and Its Preparation and Application

The invention relates to an aqueous solution of pyridine 2,6 dicarboxylic acid, a highly effective detection marker of anthrax, and a preparation method and application thereof. The composition of the solution includes: sodium polyacrylate, rare earth ions, fluorescent molecular groups and water; sodium polyacrylate, rare earth ions and fluorescent molecular groups as solutes and water as solvents, in which the mass ratio is fluorescent molecular groups: rare earth ions: acrylic radicals = 1:100-10000:200-20000, and the mass fraction of water in the solution is 98.50%-99.98%; the invention can pass through naked eyes. The presence of pyridine 2,6 dicarboxylic acid can be determined quickly and accurately by comparing the fluorescence intensity with that of simple fluorescence.

【技术实现步骤摘要】
一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液及其制备方法和应用
本专利技术隶属稀土发光领域，具体为一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液及其制备方法和应用。通过紫外灯下荧光的显著增强，可以快速检测微量吡啶-2,6-二羧酸，检出限为10.3nM；并且在邻苯二甲酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，烟酸，异烟酸，2-吡啶甲酸，苯甲酸，L-谷氨酸，L-天冬氨酸和烟酰胺腺嘌呤双核甘酸的干扰下只识别吡啶-2,6-二羧酸，同时在10倍干扰物共存下还具有良好的抗干扰能力，达到区分的目的。技术背景炭疽病是人类历史上第一个被发现的病原菌，主要为食草动物(牛、羊、马等)的传染病。人接触患炭疽的动物后，可能会因受感染而患病。主要表现为皮肤炭疽，其次为肺炭疽和肠炭疽，可能继发炭疽杆菌败血症及炭疽杆菌脑膜炎，病死率较高。如果没有防护，人吸入超过104个炭疽杆菌后就会引发严重的呼吸困难，在24-48小时内未得到治疗就会导致休克甚至死亡，病死率高达90％。在炭疽杆菌芽孢形成过程中，吡啶-2,6-二羧酸随即合成，并运送至芽孢壁中，是细菌芽孢的主要成分，占芽孢干重的5％-15％。吡啶-2,6-二羧酸作为细菌芽孢的独有成分，未在其他自然物质或者人造物质中被发现，因此吡啶-2,6-二羧酸可以作为炭疽杆菌的一种有效的生物标记物，它的检测分析在研究细菌孢子的形成以及细菌检测方面都具有重要意义。目前，炭疽杆菌芽孢的检测分为生物方法和化学方法，生物分析方法包括聚合酶链式反应和免疫分析法。化学方法包括高效液相色谱法、毛细管电泳法、电化学法、表面增强拉曼光谱法等。但是这些方法分析时间长，且需要复杂的仪器和昂贵的试剂，不能满足快速检测的目的。与此比较，三价镧系元素因为具有特定发光性质，如大的斯托克斯位移、尖锐的发射谱线和长的荧光寿命等，因此可以利用镧系离子与吡啶-2,6-二羧酸反应生成荧光络合物检测吡啶-2,6-二羧酸。近年来，有关荧光法检测吡啶-2,6-二羧酸的研究逐渐增多，然而这些往往需要制备精细的纳米粒子或者其他纳米手段，往往涉及到繁琐的合成和纯化步骤，导致反应周期长，合成成本高。因此，开发简单、环境友好、低成本、并易于大规模推广的新型检测方法仍然迫切需要。我们近期的研究发现在聚丙烯酸钠存在条件下，绝大多数稀土配合物的荧光均会严重淬灭，这是由于聚丙烯酸钠众多的丙烯酸根可以优先与稀土离子配位，引起稀土配合物解离。本专利技术利用聚丙烯酸钠中众多的丙烯酸根优先与稀土离子配位，但不能敏化稀土发光，造成荧光淬灭，随后加入对稀土的配位更强的吡啶-2,6-二羧酸，敏化稀土离子发光，利用荧光强度的灵敏度以及在紫外灯下直观的颜色变化，可以用来快速检测吡啶-2,6-二羧酸，检测限为10.3nM，随着吡啶-2,6-二羧酸浓度的逐渐变化，荧光强度会有非常明显的变化；并且可以排除邻苯二甲酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，烟酸，异烟酸，苯甲酸，L-谷氨酸等其他氨基酸和芳香物的干扰；同时在10倍干扰物共存下还具有良好的抗干扰能力。实现了对吡啶-2,6-二羧酸的简单、低成本的检测，达到了灵敏度高，选择性好，抗干扰能力强的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液及其制备方法和应用。该方法通过聚丙烯酸钠，稀土离子和荧光分子团几种水溶液的简单混合，通过肉眼观察和简单的荧光强度对比，就可以快速、准确地判断吡啶-2,6-二羧酸的存在。本专利技术还可以排除邻苯二甲酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，烟酸，异烟酸，2-吡啶甲酸，苯甲酸，L-谷氨酸，L-天冬氨酸和烟酰胺腺嘌呤双核甘酸的干扰。本专利技术的技术方案为：一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液，为以下两种组成之一：组成一，包括：聚丙烯酸钠、稀土离子、荧光分子团和水；聚丙烯酸钠、稀土离子和荧光分子团作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为荧光分子团：稀土离子：丙烯酸根＝1:100～10000：200～20000，水在溶液中所占质量分数为98.50％-99.98％；所述的稀土离子为Ln3+：Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+或Yb3+；所述的荧光分子团为：8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠或6-(二甲基氨基)萘-2-磺酸钠；或者，组成二：包括：聚丙烯酸钠、稀土离子和水；聚丙烯酸钠和稀土离子作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为稀土离子：丙烯酸根＝100～10000：200～20000，水在溶液中所占质量分数为98.50％-99.98％；所述的稀土离子为Ln3+：Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+或Yb3+。所述的高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液的制备方法，包括：所述的组成一的制备方法，包括以下步骤：取聚丙烯酸钠于反应器中，室温下加入水，搅拌30～50分钟，向其中加入0.01～1M的LnCl3.6H2O水溶液，继续搅拌20～40分钟，再向其中加入荧光分子团溶液，得到用于检测的水溶液；其中，质量比为荧光分子团：稀土离子：丙烯酸根＝1:100～10000：200～20000，溶剂在溶液中所占质量分数为98.50％-99.98％；所述的荧光分子团溶液的浓度为0.5μM～5μM；或者，所述的组成二的制备方法，包括以下步骤：取聚丙烯酸钠于反应器中，室温下加入水，搅拌30～50分钟，向其中加入0.01～1M的LnCl3.6H2O水溶液，继续搅拌20～40分钟，得到用于检测的水溶液；其中，质量比为稀土离子：丙烯酸根＝100～10000：200～20000，溶剂在溶液中所占质量分数为98.50％-99.98％。所述的高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液的应用方法，包括以下步骤：将滤纸裁剪成滤纸条，浸泡在上述溶液中，50℃烘干，得到可用于检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的检测试纸；将上述滤纸条浸入待测溶液中，停留0.5-2秒后抽出，在254nm紫外灯下观察颜色；显现红色则说明溶液中含有吡啶-2,6-二羧酸；不显示红色则意味着溶液中不含有吡啶-2,6-二羧酸。所述的待测溶液中如果含有吡啶-2,6-二羧酸，则能够测试的吡啶-2,6-二羧酸的浓度范围为0.02μM～91.3μM。所述的待测溶液为含有吡啶-2,6-二羧酸和干扰成分中一种或多种的溶液，所述的干扰成分为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、烟酸、异烟酸、2-吡啶甲酸、苯甲酸、L-谷氨酸、L-天冬氨酸或烟酰胺腺嘌呤双核甘酸。本专利技术的实质性特点为：本专利技术利用聚丙烯酸钠中众多的丙烯酸根优先与稀土离子配位，但不能敏化稀土发光，造成荧光淬灭，进而加入对稀土的配位更强的吡啶-2,6-二羧酸，敏化稀土离子发光，可以呈现出非常明显的荧光增强效果；而且，随着吡啶-2,6-二羧酸浓度的逐渐变化，荧光强度会有非常明显的变化。本专利技术的有益效果是：(1)之前荧光法检测吡啶-2,6-二羧酸的研究往往需要制备精细的纳米粒子或者其他纳米手段，往往涉及到繁琐的合成和纯化步骤，导致反应周期长，合成成本高。本专利技术只通过几种水溶液的简单混合就能达到检测目的，方法简单、环境友好且低成本，通过肉眼观察和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶‑2,6‑二羧酸的水溶液，其特征为该溶液为以下两种组成之一：组成一，包括：聚丙烯酸钠、稀土离子、荧光分子团和水；聚丙烯酸钠、稀土离子和荧光分子团作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为荧光分子团：稀土离子：丙烯酸根=1:100~10000：200~20000，水在溶液中所占质量分数为98.50%‑99.98%；所述的稀土离子为Ln3+：Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+或Yb3+；所述的荧光分子团为：8‑羟基芘‑1,3,6‑三磺酸三钠或6‑（二甲基氨基）萘‑2‑磺酸钠；或者，组成二：包括：聚丙烯酸钠、稀土离子和水；聚丙烯酸钠和稀土离子作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为稀土离子：丙烯酸根=100~10000：200~20000，水在溶液中所占质量分数为98.50%‑99.98%；所述的稀土离子为Ln3+：Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+或Yb3+。

【技术特征摘要】
1.一种高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液，其特征为该溶液为以下两种组成之一：组成一，包括：聚丙烯酸钠、稀土离子、荧光分子团和水；聚丙烯酸钠、稀土离子和荧光分子团作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为荧光分子团：稀土离子：丙烯酸根=1:100~10000：200~20000，水在溶液中所占质量分数为98.50%-99.98%；所述的稀土离子为Ln3+：Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+或Yb3+；所述的荧光分子团为：8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠或6-（二甲基氨基）萘-2-磺酸钠；或者，组成二：包括：聚丙烯酸钠、稀土离子和水；聚丙烯酸钠和稀土离子作为溶质，水作为溶剂，其中，质量比为稀土离子：丙烯酸根=100~10000：200~20000，水在溶液中所占质量分数为98.50%-99.98%；所述的稀土离子为Ln3+：Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+或Yb3+。2.如权利要求1所述的高效检测炭疽杆菌标志物—吡啶-2,6-二羧酸的水溶液的制备方法，其特征为：所述的组成一的制备方法，包括以下步骤：取聚丙烯酸钠于反应器中，室温下加入水，搅拌30~50分钟，向其中加入0.01~1M的LnCl3.6H2O水溶液，继续搅拌20~40分钟，再向其中加入荧光分子团溶液，得到用于检测的水溶液；其中，质量比为荧光分子团：稀土离子：丙烯酸根=1:100~10000：200~20000，溶剂在溶液中所占质量分数为98.50%-99.98%；所述的荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，李焕荣，刘潇，杨大清，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12