一种基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法，包括以下步骤：S1：基于适配体

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法


[0001]本专利技术属于污染物检测领域，具体涉及一种基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法。

技术介绍

[0002]随着工农业的发展，大量污染物被排放到环境中，造成水体污染等严峻问题，严重危害人类身体健康。水污染出现的原因复杂，各类型有机污染物与无机污染物同时存在，在这些污染物中，以抗生素的污染以及重金属离子污染最为严重。其中，氨基糖苷类抗生素常用于细菌感染的疾病治疗及提高家禽饲料效率，我国抗生素年总使用量约为16.2万吨，超过5万吨是排放进水土环境中，而抗生素滥用加剧了人体耐药性，导致每年800亿元的医疗费用增长。重金属的污染也尤为严重，有文献报道，从1972年至今，地表水中重金属污染已由单一金属污染转向混合金属污染。并且水体当中的重金属由于无法降解，难以代谢，使得其可以以多种方式进入人体，对人体健康产生巨大的影响，例如损害神经系统，损伤肝脏，引发癌症等。
[0003]目前，对于这些污染物的检测已有比较成熟的分析方法和国家标准，如分光光度法、气相色谱
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质谱联用仪(GC
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MS)、液相色谱
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串联质谱仪(LC
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MS/MS)。污染物单一成分检测、同一系列类似物的检测也时有文献报道，但是，对于有机物与无机物同时进行分析检测，若采用常规的分析检测手段依然是非常困难的。因此，如何实现不同系列和同一系列的类似物质同时进行分析检测，发展和建立简便、快速、高灵敏度和高选择性的分析检测技术是非常有必要的。
[0004]近几年，传感器阵列技术已经有了很成熟的发展，在传统的传感器阵列技术的构建过程中，都需要合成大量的材料来组建三个传感单元，这不仅耗时、合成成本高，而且很难广泛的应用到实际问题。因此，越来越多的人开发多功能材料，弥补传感器阵列构建对大量传感单元需求不足。例如，Wu等人利用Mn掺杂硫化锌量子点同时发射荧光、掺杂引起的磷光和聚集产生的散射光提供三个传感通道用于多种蛋白质的同时检测。Lu等人基于氧化石墨烯(GO)与蛋白质相互作用后，荧光、催化活性和组装行的同时发生改变，而对每个蛋白质产生不同响应，构建了一种以GO为单传感元件的三通道光传感器阵列。因此，利用多功能材料可以有效降低传感器阵列构建的工作量与成本，但是目前能应用于构建传感器阵列的多功能材料并不多，开发多功能材料仍然面临着较大的挑战。
[0005]Janus材料因其双面特性引起了人们的广泛注意。在最初的研究中，Janus首先应用在催化以及吸附材料领域。Alina Kirillova等人合成的一种“毛茸茸”的Janus微球，在Janus微球两面分别修饰具有亲水与疏水的聚合物壳，再在亲水测接枝具有催化活性的Au NPs，能在界面处高效催化亚甲基蓝。Pan课题组在通过界面溶胶
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凝胶自组装合成的SiO2基Janus纳米片的亲/疏水面上分别引入巯基和分子印迹聚合物同时识别水中无机/有机污染物。这些应用都依赖于Janus材料的多功能性。
[0006]量子点(QDs)作为一种新型的荧光纳米粒子，具有优良的荧光性能，其粒径、波长可调，近年来在分析测试领域有广泛的应用。此外，其光稳定性与抗光漂泊能力强，能很大程度提高物质检测的灵敏度，在荧光传感器阵列构建中也起着重要作用。
[0007]传感器阵列、新型多功能纳米材料的出现，在很大程度上解决了多种分析物同时检测问题，并且也已经有将二者结合起来同时检测不同系列目标的工作。但是，依然存在着一些不足，例如，目前多功能型材料合成复杂，检测多系列目标物也需要大量的传感单元的支撑，工作量大等。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种可以同时识别水中三种氨基糖苷类抗生素和三种重金属离子的基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法。
[0009]为了实现以上专利技术目的，本专利技术提供了一种基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0010]S1：基于适配体
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巯基双面特异识别的荧光传感器阵列的制备：首先采用水热法合成MPA表面修饰的r/g CdTe QDs；然后通过溶胶
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凝胶法将r/g CdTe QDs掺杂在SiO2中，合成r/g CdTe QDs@SiO2；再通过界面溶胶
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凝胶自组装合成Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料，其为一面氨基，一面双键的双荧光复合材料；最后通过巯基
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烯基点击化学反应将巯基修饰的核酸适配体接枝到Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料的双键面上，再将巯基丙酸的羧基与Janus
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r/g QDs
‑
NH2/Vinyl复合材料的氨基通过酰胺化反应结合，得到Janus
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r/g QDs
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SH/Apt复合材料，即得荧光传感器阵列；
[0011]S2：测定系列浓度样品数据：将步骤S1制得的Janus
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r/g QDs
‑
SH/Apt复合材料分散在pH值为7的磷酸盐缓冲液中，再分别与卡那霉素、阿米卡星、庆大霉素和Cu
2+
、Hg
2+
、Co
2+
溶液混合，配成一系列浓度梯度的分析物样品，每个样品溶液中Janus
‑
r/g QDs
‑
SH/Apt的浓度均为1mg.mL
‑1；然后在25℃下孵育30min，测定荧光值，每个样品平行测定4次，得到4次重复
×
2个信号输出
×
6个分析物的数据矩阵；
[0012]S3：测定未知样品中的有机、无机污染物种类：将步骤S1制得的Janus
‑
r/g QDs
‑
SH/Apt复合材料分散在pH值为7的磷酸盐缓冲液中，再与未知样品混合，得到的未知样品溶液中Janus
‑
r/g QDs
‑
SH/Apt的浓度为1mg.mL
‑1；然后在25℃下孵育30min，测定荧光值，平行测定4次，得到4次重复
×
2个信号输出的数据矩阵；将得到的数据与步骤S2得到的系列浓度样品检测数据同时绘制LDA图，通过数据点的重叠或者位置关系判断未知样品中是否含有目标有机、无机污染物，并对浓度进行初步判断。
[0013]相比于现有技术，本专利技术首先利用Janus在界面溶胶
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凝胶自组装过程掺杂红/绿CdTe QDs，在掺杂r/g
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CdTe QDs后的Janus纳米片的亲/疏水面分别修饰巯基和核酸适配体，构建了一个单传感元件的双识别的荧光传感器阵列，通过该荧光传感器阵列可以同时识别水中三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新型荧光传感器阵列的有机、无机污染物的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：基于适配体
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巯基双面特异识别的荧光传感器阵列的制备：首先采用水热法合成MPA表面修饰的r/g CdTe QDs；然后通过溶胶
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凝胶法将r/g CdTe QDs掺杂在SiO2中，合成r/g CdTe QDs@SiO2；再通过界面溶胶
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凝胶自组装合成Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料，其为一面氨基，一面双键的双荧光复合材料；最后通过巯基
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烯基点击化学反应将巯基修饰的核酸适配体接枝到Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料的双键面上，再将巯基丙酸的羧基与Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料的氨基通过酰胺化反应结合，得到Janus
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r/g QDs
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SH/Apt复合材料，即得荧光传感器阵列；S2：测定系列浓度样品数据：将步骤S1制得的Janus
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r/g QDs
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SH/Apt复合材料分散在pH值为7的磷酸盐缓冲液中，再分别与卡那霉素、阿米卡星、庆大霉素和Cu
2+
、Hg
2+
、Co
2+
溶液混合，配成一系列浓度梯度的分析物样品，每个样品溶液中Janus
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r/g QDs
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SH/Apt的浓度均为1mg.mL
‑1；然后在25℃下孵育30min，测定荧光值，每个样品平行测定4次，得到4次重复
×
2个信号输出
×
6个分析物的数据矩阵；S3：测定未知样品中的有机、无机污染物种类：将步骤S1制得的Janus
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r/g QDs
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SH/Apt复合材料分散在pH值为7的磷酸盐缓冲液中，再与未知样品混合，得到的未知样品溶液中Janus
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r/g QDs
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SH/Apt的浓度为1mg.mL
‑1；然后在25℃下孵育30min，测定荧光值，平行测定4次，得到4次重复
×
2个信号输出的数据矩阵；将得到的数据与步骤S2得到的系列浓度样品检测数据同时绘制LDA图，通过数据点的重叠或者位置关系判断未知样品中是否含有目标有机、无机污染物，并对浓度进行初步判断。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：步骤S1包括以下步骤：1)采用水热法合成MPA表面修饰的r/g CdTe QDs；2)通过溶胶
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凝胶法将r/g CdTe QDs掺杂在SiO2中，合成r/g CdTe QDs@SiO2；3)合成Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料：将Tween
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80充分溶于去离子水中，调节溶液pH值为3作为水相；然后将甲苯和Span
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80搅拌均匀，加入TEOs、APTEs和mLKH
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570，搅拌5min后，调节转速到10000rpm，逐滴加入所述水相，形成W/O乳液；随后再滴加步骤2)制得的r/g CdTe QDs@SiO2量子点，搅拌5min，调节转速到3000rpm，在70℃下溶胶
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凝胶反应12h，经过离心分离、洗涤和干燥，得到Janus
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r/g QDs
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NH2/Vinyl复合材料；4)合成Janus
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘婉琼，彭志华，黄泽宇，彭健伟，桂成毅，岑启航，
申请(专利权)人：佛山市三水佛水供水有限公司，
类型：发明
国别省市：