Tb/CdTe比率荧光探针及制备方法与其在诺氟沙星检测中的应用技术

本发明专利技术提供一种Tb/CdTe比率荧光探针及制备方法与其在诺氟沙星检测中的应用。Tb/CdTe比率荧光探针具有6.03nM的超常检测极限(LOD)，并在2秒内完成响应，从而实现对NFX的视觉剂量敏感和快速检测。此外，比率荧光探针与智能手机颜色识别器相结合，用于NFX的视觉和定量检测。该传感平台具有良好的灵敏度和选择性以及快速的响应速度，这意味着该传感平台在现场和定量NFX分析方面具有巨大的应用潜力，为快速直观检测抗生素提供了有效途径。为快速直观检测抗生素提供了有效途径。为快速直观检测抗生素提供了有效途径。

【技术实现步骤摘要】
Tb/CdTe比率荧光探针及制备方法与其在诺氟沙星检测中的应用


[0001]本专利技术涉及Tb/CdTe比率荧光探针及制备方法与其在诺氟沙星检测中的应用，属于快速检测、抗生素检测、高灵敏度检测等领域。

技术介绍

[0002]诺氟沙星(NFX)是一种喹诺酮类抗菌剂，由于诺氟沙星在抑制细胞DNA环化酶、抑制DNA复制、杀灭细菌和治疗皮肤感染等方面具有积极作用，已被广泛应用于感染的临床治疗和抗菌药物。然而，过量的NFX会对人类健康造成有毒副作用。目前大量研究表明，通过化肥添加和污水排放系统在环境水体和食品中发现了NFX残留，这对人类来说是一个不可回避的隐患。因此，NFX的现场定量测定值得人们高度重视。目前，广泛使用的NFX分析方法包括高效液相色谱(HPLC)、表面增强拉曼光谱(SERS)检测、酶联免疫吸附试验(ELISA)和毛细管电泳(CE)等尽管这些传统的基于仪器的方法具有高灵敏度和抗干扰能力，但它们的缺点包括复杂和耗时的样品处理，昂贵和精密的仪器对现场和快速NFX监测帮助不大。随着功能化发光纳米材料的出现，荧光传感器已被证明是一种很有前途的分析物测定方法。特别是量子点，由于其固有的优异性能，被认为是应用最广泛的光学纳米材料之一。最近，各种研究一直在探索基于量子点设计的荧光传感器。这些荧光传感器克服了上述缺点，实现了可视化、半定量、实时、现场检测的目标。然而，荧光分析中常用的量子点不可避免地存在一些缺陷，如单色变化引起的光稳定性差、视觉分辨效果差等，制约了量子点应用的进一步发展。
[0003]与单波长荧光强度传感器相比，比率响应型传感器由于其更精确的测量结果和出色的抗干扰能力而长期受到青睐。为了开发可靠的比率传感器，消除由于外部因素或传感器浓度变化而产生的负面影响，许多研究集中于将两个或多个荧光单元组合在一起，以构建复杂的反应系统，该系统具有复杂的程序和相对不稳定的结构。因此，非常需要开发使用单个荧光团的比率传感器。实现本征双发射使得掺杂金属离子的量子点成为有希望的比率荧光传感器材料。特别是，稀土金属离子掺杂的量子点是最吸引人的量子点，在各种分析物的比率荧光传感器中表现出优异的性能。例如，基于双发射铕(Eu)修饰的ZnO量子点的比率荧光探针被设计用于检测炭疽杆菌孢子。有合成了一种基于掺杂铕的CdTe量子点的双响应纳米探针，并用于四环素的检测。与常用的比率传感方案相比，这些研究中只使用了单一的双发射纳米材料。因为它易于合成，并表现出良好的传感性能。值得注意的是，掺杂稀土金属离子的量子点作为药物监测荧光探针的报道还很少，有很大的探索空间。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种Tb/CdTe比率荧光探针及制备方法与其在诺氟沙星检测中的应用。本专利技术可基于多重色度响应构建荧光智能手机传感平台并用于抗生素残留的快速目视定量测定。本专利技术可以快速检测水和蜂蜜中的诺氟沙星，可以在不进行复杂前处理的情
况下进行灵敏、准确的检测。本专利技术利用红色发光CdTe量子点(QD)用作内部参考，铽离子(Tb
3+
)螯合在QD表面作为传感单元。随着NFX浓度的增加，传感平台提供从红色到黄色的连续荧光颜色变化。比率荧光探针与智能手机颜色识别器相结合，用于NFX的视觉和定量检测。具体的，本专利技术采用下述方案实现：
[0005]本专利技术的Tb/CdTe比率荧光探针制备方法，包括如下步骤：
[0006]通过螯合反应合成了Tb/CdTe量子点，CdTe量子点表面的羧基可以与Tb
3+
螯合形成最终产物。具体的，所述方法可以是：将CdTe量子点粉末加入蒸馏水中并彻底搅拌，然后添加等摩尔量的TbCl3·
6H2O，并在反应温度10
‑
50摄氏度下继续搅拌10
‑
60分钟，以确保最终产物Tb/CdTe量子点的形成；将制备好的Tb/CdTe量子点置于30
‑
80℃的真空烘箱中烘8
‑
15小时，收集干燥粉末，将其制备成溶液，并将其储存备用。其中，CdTe量子点可通过常见的制备方法或者参考专利CN114231270A而得到或者也可以采用市售商品。
[0007]本专利技术的Tb/CdTe比率荧光探针，CdTe量子点表面具有大量羧基，Tb
3+
与羧基结合螯合在CdTe量子点表面，该探针在紫外光照射下发出红色荧光。
[0008]本专利技术的的Tb/CdTe比率荧光探针在对含有诺氟沙星的体系的可视化检测中的应用。所述含有诺氟沙星的体系为湖水、自来水或蜂蜜。其应用方法可以是：取含有诺氟沙星的体系加入到Tb/CdTe比率荧光探针的溶液中形成混合溶液，紫外光下，溶液颜色由红色荧光转变为黄色荧光。其中，所述混合溶液pH＜7，所述混合溶液温度不高于50℃。
[0009]另外，本专利技术的应用还可以构建一个智能检测平台，其是通过加入含有不同浓度诺氟沙星的体系到比率荧光探针中，每次反应完成后，用智能手机拍摄在紫外光下从红色到黄色的一系列照片，通过颜色识别器APP获取这些照片对应的RGB值，计算绿色值和红色值的比率来评估诺氟沙星浓度，绿色和红色值的比率G/R随NFX浓度变化具有线性关系，从而通过颜色识别应用程序即可获得诺氟沙星浓度。
[0010]本专利技术比率荧光体系传感机制：
[0011]Tb/CdTe量子点的结构和视觉检测NFX的传感机制：CdTe量子点的荧光发射峰主要集中在645nm处(如图1单峰曲线)，掺入Tb离子后荧光发射峰基本保持不变，作为NFX分析的参考信号。这是因为Tb
3+
的光吸收系数相对较小，水溶液中Tb
3+
的黄色发射荧光太弱，无法检测。随后，随着NFX的引入，由于NFX与Tb
3+
具有很强的配位能力，NFX与Tb
3+
之间将形成席夫碱配合物结构。由于NFX分子的大共轭环和刚性平面结构，与NFX配位将通过分子内能量从NFX转移到Tb
3+
来提高Tb
3+
的光吸收系数。因此，螯合在量子点表面的Tb
3+
可以作为NFX检测的报告信号。加入NFX后，545nm处的黄色的连续荧光变色(如图1连续峰曲线)，随着NFX浓度的增加，传感系统产生从红色到黄色的显著颜色变化，可以实现NFX的剂量敏感视觉检测。与通常的单一发射波长相比，该模式提高了检测效率和灵敏度。因为单纯的红色变弱直至无色，肉眼并不能明显的辨认出来。本专利技术则解决了该问题。
[0012]在本专利技术中，我们利用掺铽的CdTe量子点优越的光学特性，构建了一个基于比率荧光探针的简易传感平台，用于检测NFX。在这种双发射传感平台中，Tb
3+
被螯合到CdTe量子点的表面作为特定识别，考虑到645nm处量子点的红色发射不会受到Tb
3+
的干扰。加入NFX后，Schiff碱配合物结构的形成导致NFX到Tb
3+
的π*
‑
π发光跃迁的能量转移，从而点亮Tb
3+
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Tb/CdTe比率荧光探针，CdTe量子点表面具有大量羧基，Tb
3+
与羧基结合螯合在CdTe量子点表面，该探针在紫外光照射下发出红色荧光。2.Tb/CdTe比率荧光探针的制备方法，包括下述步骤：将CdTe量子点粉末加入蒸馏水中并彻底搅拌，然后添加等摩尔量的TbCl3·
6H2O，并在反应温度10
‑
50摄氏度下继续搅拌10
‑
60分钟，以确保最终产物Tb/CdTe量子点的形成；将制备好的Tb/CdTe量子点置于30
‑
80℃的真空烘箱中烘8
‑
15小时，收集干燥粉末，将其制备成溶液，并将其储存备用。3.权利要求1所述的或者由权利要求2制备方法得到的Tb/CdTe比率荧光探针在对含有诺氟沙星的体系的可视化检测中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋长龙，李凌飞，杨亮，徐诗皓，刘明利，
申请(专利权)人：中科合肥智慧农业协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：