一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针用于氟喹诺酮类抗生素的可视化检测，属于荧光传感技术领域。基于氟喹诺酮类抗生素能使硫量子点的荧光显著增强，而对铜纳米簇的荧光几乎无影响，构建了以硫量子点为信号探针，铜纳米簇为参比信号探针的比率型荧光传感器，实现对氟喹诺酮类抗生素的高灵敏检测。基于硫量子点

【技术实现步骤摘要】
一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针及其应用


[0001]本专利技术属于荧光传感
，具体涉及一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针及其应用。

技术介绍

[0002]抗生素是一类被广泛应用于人类、动植物及水产养殖业中防治各种细菌性感染疾病的化合物。目前抗生素在全球范围内大量使用，并且滥用的现象十分普遍，日益成为严峻的公共卫生问题。氟喹诺酮类抗生素作为世界范围内广泛使用的抗生素，具有渗透力强、半衰期较长、抗菌谱广、抗菌活性强等优点，被广泛应用于临床、畜牧业及水产养殖等领域。由于机体对氟喹诺酮类抗生素的代谢率很低（不到25%），大部分抗生素都以药物或代谢产物的形式通过尿液或粪便排出体外，进入到环境介质中，成为新型环境有机污染物。环境中残留的氟喹诺酮类抗生素通过食物链的方式进入人体并在体内富集，会使人体产生抗药性、肝脏损伤、血栓形成、中枢神经系统损伤，严重时可能出现致癌、致畸和致突变的现象。同时，由于氟喹诺酮类抗生素具有化学稳定性好、难降解的特点，长期低浓度的抗生素暴露会诱导细菌抗药性增加，产生抗性基因，引起生态环境风险。欧盟规定了动物源食品中八种喹诺酮类抗生素的最大残留量在30
‑
800 μg/kg。
[0003]环境中残留的氟喹诺酮类抗生素多为痕量级且待测基质复杂，存在大量的干扰物质，这为抗生素残留的精确测定带来了困难和挑战。为实现基质中氟喹诺酮类抗生素的精确检测，通常需要对基质进行预处理，包括对基质的净化、对抗生素的富集浓缩，以满足仪器检测限的要求。目前，样品中痕量氟喹诺酮类抗生素的检测方法有酶联免疫法、高效液相色谱法、分光光度法、电化学法等。荧光分析法具有灵敏度高，选择性好，检测样品速度迅速，适宜于大量样品检测，且定量准确。
[0004]金属纳米簇是由几个或几十个金属原子组成的，粒径为2 nm左右。与传统的金属纳米颗粒相比，金属纳米簇具有独特的光、电、物理、化学特性，广泛应用在生物成像、离子传感器、生物传感器、催化剂等领域。以金属纳米簇为荧光探针的荧光分析法大多基于金属纳米簇荧光发生猝灭的“开
‑
关”型或基于金属离子调节的“开
‑
关
‑
开”型策略。现有文献报道的氟喹诺酮类抗生素的荧光分析法，其检测易受到量子点浓度、激发波长强度、体系温度和酸碱度的影响。特别是对于复杂基质中痕量分析物的检测时，这种影响更加显著。另外，常需要借助金属离子（Cu
2+
、Co
2+
、Fe
3+
）作为介导，构建“开
‑
关
‑
开”型单发射荧光传感器。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针及其应用。
[0006]本专利技术所采取的技术方案如下：一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，其为硫量子点和铜纳米簇分散于醋酸
‑
醋酸钠缓冲溶液中得到的。
[0007]所述硫量子点的制备过程包括以下步骤：取升华硫于反应容器中，加入聚乙二醇
‑
400、去离子水，在轻微搅拌下，缓慢滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌，待升华硫完全溶解后，于72
°
C、700转速下，恒温反应72 h，结束后自然冷却至室温，将所得到的反应液转入截留分子量为2000 Da的透析袋中进行透析，得到硫量子点。
[0008]在搅拌下向硫酸铜水溶液中滴加谷胱甘肽溶液，进行反应得到白色絮状反应液，向白色絮状反应液中滴加NaOH溶液，直至混合溶液的pH为5，继续反应，得到铜纳米簇。
[0009]所述的硫量子点的体积、铜纳米簇体积、体系总体积的比值为5～40: 300: 595～560。
[0010]所述醋酸
‑
醋酸钠缓冲溶液的pH为2.6～7.6。
[0011]一种氟喹诺酮类抗生素的检测方法，其特征在于：其采用如上所述的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针进行检测。
[0012]进一步的，氟喹诺酮类抗生素的检测方法包括以下步骤：将如上所述的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针与待测溶液混合，进行反应一定时间。
[0013]进一步的，基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针与待测溶液混合后反应时间为1～30 min。
[0014]所述氟喹诺酮类抗生素为环丙沙星、恩诺沙星、诺氟沙星中的一种或多种。
[0015]反应结束后，在激发波长为350 nm，发射波长440 nm下，测试体系在380
‑
850 nm范围内的荧光峰，位于440 nm处的荧光峰增强程度值与位于650 nm处的荧光强度的比值与氟喹诺酮类抗生素的浓度呈线性关系。
[0016]反应结束后，在365nm紫外灯照射下。通过肉眼观察体系溶液颜色，随着氟喹诺酮类抗生素浓度的升高，溶液颜色由红色变成蓝色。
[0017]本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，可以实现对氟喹诺酮类抗生素的定量和可视化检测，具有高的灵敏度和选择性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴。
[0019]图1、不同体积硫量子点灵敏度比较，1: 30 μL硫量子点，2: 10 μL硫量子点；图2、缓冲溶液的pH值对硫量子点荧光增强程度与铜纳米簇荧光强度的比值的影响；图3、不同浓度环丙沙星下，硫量子点
‑
铜纳米簇比率型荧光探针的荧光响应图；图4、环丙沙星检测的线性图；图5、用于氟喹诺酮类抗生素检测的选择性图，a:环丙沙星；b:诺氟沙星；c:恩诺沙星；d:氯霉素；e:氨苄西林；f:阿奇霉素；g:头孢噻肟；h:磺胺吡啶；i:强力霉素；j:卡那霉素；k:青霉素。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一
步地详细描述。
[0021]实施例1：（1）硫量子点的制备：称取2.4 g升华硫于100 mL圆底烧瓶中，并依次向圆底烧瓶中滴加3 mL聚乙二醇
‑
400、40 mL去离子水。在轻微搅拌下，向上述混合溶液中缓慢滴加10 mL氢氧化钠溶液（0.4 g/mL），继续搅拌，待升华硫完全溶解后，于72
°
C、700转速下，恒温反应72 h。自然冷却至室温，将所得到的反应液转入截留分子量为2000 Da的透析袋中，于3000 mL去离子水中透析24小时后，储存于4
°
C冰箱，备用。在透析电子显微镜下观察所制备的硫量子点，其粒径为4 nm左右，且分散性良好。
[0022]（2）铜纳米簇的制备：量取3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，其特征在于：其为硫量子点和铜纳米簇分散于醋酸
‑
醋酸钠缓冲溶液中得到的。2. 根据权利要求1所述的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，其特征在于：所述硫量子点的制备过程包括以下步骤：取升华硫于反应容器中，加入聚乙二醇
‑
400、去离子水，在轻微搅拌下，缓慢滴加氢氧化钠溶液，继续搅拌，待升华硫完全溶解后，于72
°
C、700转速下，恒温反应72 h，结束后自然冷却至室温，将所得到的反应液转入截留分子量为2000 Da的透析袋中进行透析，得到硫量子点。3.根据权利要求1所述的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，其特征在于：在搅拌下向硫酸铜水溶液中滴加谷胱甘肽溶液，进行反应得到白色絮状反应液，向白色絮状反应液中滴加NaOH溶液，直至混合溶液的pH为5，继续反应，得到铜纳米簇。4. 根据权利要求1所述的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，其特征在于：所述的硫量子点的体积、铜纳米簇体积、体系总体积的比值为5～40: 300: 595～560。5.根据权利要求1所述的基于硫量子点和铜纳米簇的比率型荧光探针，其特征在于：所述醋酸
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅鹤，王学东，周佩佩，朱晓磊，汪剑萍，汪清，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：