【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种水凝胶传感器及其制备方法和在检测四环素中的应用，属于传感器。
技术介绍
1、四环素是最令人担忧的抗生素之一，在所有动物物种(包括人类)之间抗菌素耐药性的整体传播中起着重要作用。近年来，环境水体中的抗生素污染问题日益严重。抗生素残留可通过肉类、牛奶、鸡蛋等饮食途径进入人体，抗生素的摄入会导致人体产生抗药性，降低免疫力，进而影响人体健康。四环素(tc)是一种广泛使用的广谱抗生素，具有成本低、抗菌能力强、副作用小、治疗效果好等特点，它被广泛应用于医疗、畜牧业和水产养殖业。然而，tc很难自然降解，迄今为止，对tc的检测主要依赖于高效液相色谱法(hplc)、毛细管电泳法(ce)和液相色谱-串联质谱法(lc-ms/ms)。这些仪器分析方法虽然灵敏度高，但耗时、耗力，而且需要专业人员。免疫测定法提供了一种简单经济的替代方法，包括金免疫层析法(gica)、酶联免疫吸附法(elisa)和荧光免疫测定法(fia)。然而，这些方法都涉及复杂的处理步骤，并受到严格的检测条件限制。因此，开发一种方便、快速、灵敏的检测方法来监测四环素污染风险至关重要。
技术实现思路
1、为解决现有技术中四环素污染检测难以兼顾方便、快速、灵敏的问题，根据本申请的一个方面，提供了一种水凝胶传感器，在海藻酸钠(sa)/聚丙烯酰胺(paam)水凝胶中引入了镧系金属元素(eu)，制备了一种水凝胶传感器(eu-h)。eu-h作为识别tc的探针，在与不同浓度的tc溶液接触时会发出由红到黄的荧光。
2、一种水凝胶传
3、所述复合水凝胶基体为由聚丙烯酰胺和海藻酸钠聚合形成的双交联聚合网络；
4、所述海藻酸钠与eu3+螯合形成eu3+发光中心；
5、水凝胶含有大量羟基和去质子化的羧基。
6、可选地，所述水凝胶传感器中eu3+的含量为海藻酸钠重量的0.1～0.5wt％。即eu3+的含量是相对于复合水凝胶基体中海藻酸钠部分的重量来计算。
7、可选地，所述水凝胶传感器在365nm紫外线照射下呈粉红色荧光。
8、可选地，所述水凝胶传感器的含水量大于等于80％。
9、可选地，所述水凝胶传感器的平衡膨胀率为400～600％。
10、可选地，所述水凝胶传感器的导电率为6.1～8.3s/m。
11、镧系金属(ln)作为荧光材料，具有较长的磷光寿命。当与配体配位时，配体就像"天线"一样吸收能量，然后将能量转移到镧系离子上，从而产生镧系元素特有的荧光。掺杂镧系元素可以通过提高或降低导体的电子转移率来改变材料的光学和电学特性。目前镧系元素水凝胶的成功制备已得到了证实。
12、海藻酸钠(sa)主要来源于褐藻的多阴离子多糖碳水化合物，可与多价阳离子快速交联形成水凝胶。sa水凝胶具有生物相容性好、免疫原性低、价格低廉等优点，因此被广泛应用于介入治疗、伤口敷料、给药和3d打印。sa水凝胶网络含有大量羟基和去质子化羧基。eu3+和tb3+等镧系金属离子可通过与sa中天然带电的去质子化羧基发生强螯合作用而功能化为金属交联剂，从而增强水凝胶网络的机械性能，此外，它们还可以作为sa水凝胶引入的发光中心。tc中的β-二酮结构可与eu结合，形成复合物。因此，可以建立一种以eu为探针的荧光分析方法来检测tc。
13、根据本申请的另一方面，提供了一种上述水凝胶传感器的制备方法，包括如下步骤：
14、s1、向丙烯酰胺的水溶液中加入eu3+源，分别加入引发剂水溶液、交联剂水溶液，形成溶液a；
15、s2、向溶液a中加入海藻酸钠水溶液，然后加入催化剂得到混合液后，注入模具，光固化交联所述水凝胶传感器。
16、可选地，步骤s1中，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；
17、可选地，步骤s2中，所述催化剂选自n,n,n',n'-四甲基乙二胺、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠中的至少一种；
18、可选地，步骤s1中，所述交联剂选自n,n-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种；
19、可选地，步骤s1中，所述eu3+源选自铕的硝酸盐或盐酸盐；
20、可选地，步骤s1中，eu3+源的用量以水凝胶传感器中eu3+含量计为海藻酸钠重量的0.1～0.5wt％；
21、可选地，以海藻酸钠水溶液的浓度为4.8wt％、丙烯酰胺水溶液的浓度为19wt％、引发剂水溶液的浓度为0.2m、交联剂水溶液的浓度为2wt‰的浓度计，海藻酸钠水溶液与丙烯酰胺水溶液、引发剂水溶液、交联剂水溶液、催化剂的体积比为1：(0.8～1.8)：(0.025～0.045)：(0.05～0.30)：(0.001～0.009)。
22、根据本申请的另一方面，还提供了一种上述水凝胶传感器、根据上述制备方法制备得到的水凝胶传感器在检测四环素中的应用。
23、可选地，所述水凝胶传感器对四环素的检测限≤0.9nmol/l；
24、可选地，水凝胶传感器对浓度为10-100μg/l的四环素的检测呈现线性关系，线性方程为：y＝-88.13499x+10689.39805，相关系数r2＝0.9997；
25、可选地，所述应用包括通过采集监测四环素时所述水凝胶传感器的图像，将水凝胶传感器的颜色转换成相应的特征值，对特征数据进行训练得到检测模型，利用检测模型通过水凝胶传感器的颜色获得四环素的浓度值。
26、可选地，采集监测四环素时所述水凝胶传感器的图像的方式包括利用智能移动设备进行采集，例如智能手机。
27、智能手机可以捕捉到不同的颜色，通过集成ml算法和图像处理技术，我们建立了颜色与浓度之间的关系。该方法应用于实际样品检测，全面研究了荧光传感方法在动物体表面tc检测中的性能，它提供了一种快速、便捷、可靠的检测方法。
28、本申请能产生的有益效果包括：
29、本申请提供的水凝胶传感器及其制备方法，通过成功制备eu/sa水凝胶并加入tc对eu3+进行荧光淬灭，建立了一种比值荧光分析方法，利用eu/sa水凝胶优异的粘附性能，它能准确地粘附在各种动物表面，在表面对四环素(tc)进行无创和特定位点的荧光强度，从而精确检测tc的含量，通过颜色的变化可以直观地分辨出tc的浓度，在检测四环素中的应用中是一种经济、便捷、灵敏的快速检测方法，这种方法提高了生物医学和药物分析的准确性，有助于靶向治疗和个性化医疗，克服了传统的检测方法需要复杂的预处理、分离和检测，难以解决分析物的空间变化和错综复杂的分布模式的问题，
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1.一种水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器包括复合水凝胶基体、Eu3+发光中心；
2.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器中Eu3+的含量为海藻酸钠重量的0.1～0.5wt％。
3.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器在365nm紫外线照射下呈粉红色荧光。
4.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器的含水量大于等于80％。
5.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器的平衡膨胀率为400～600％。
6.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器的导电率为6.1～8.3S/m。
7.权利要求1至6任一项所述水凝胶传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；
9.权利要求1至6任一项所述水凝胶传感器、根据权利要求7或8所述制备方法制备得到的水凝胶传感
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述水凝胶传感器对四环素的检测限≤0.9nmol/L；
...【技术特征摘要】
1.一种水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器包括复合水凝胶基体、eu3+发光中心；
2.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器中eu3+的含量为海藻酸钠重量的0.1～0.5wt％。
3.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器在365nm紫外线照射下呈粉红色荧光。
4.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器的含水量大于等于80％。
5.根据权利要求1所述的水凝胶传感器，其特征在于，所述水凝胶传感器的平衡膨胀率为400～600％。
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