一种双通道可视化多色荧光探针的制备及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于埃洛石纳米管(HNTs)原位合成碳量子点并负载镧系金属有机框架的双通道荧光传感器，能够实现对DPA和TC的快速同时可视化检测。本发明专利技术采用上述的一种双通道可视化多色荧光探针的制备及使用方法，具有较高的稳定性和灵敏度，有助于快速、准确、直观地检测生物标志物。直观地检测生物标志物。直观地检测生物标志物。

Preparation and detection of a dual channel visual multicolor fluorescent probe

【技术实现步骤摘要】
一种双通道可视化多色荧光探针的制备及检测方法


[0001]本专利技术涉及纳米复合材料制备
，尤其是涉及一种双通道可视化多色荧光探针的制备及检测方法。

技术介绍

[0002]近年来，开发了各种分析法用于检测四环素(TC)、炭疽芽孢杆菌(DPA)。
[0003]四环素(TC)因成本低易吸收和广谱抑菌性被泛用与滥用，大量抗生素残留在食品与农牧业生产中，最后被人类摄入对人体造成损害。TC检测包含高效液相色谱法，毛细管电泳法，液相色谱
‑
质谱法和离子质谱联用法等传统检测方法。尽管这些方法灵敏度和准确度都很高，但仪器昂贵、耗时、样本操作繁琐，且需具有专业技能。碳量子点(Carbon Quantum Dots，CDs)作为一种新型的荧光纳米材料，具有独特的光学性质、良好的生物相容性、绿色的制备工艺和较高的量子产率。最近的研究表明，基于检测系统中吸收剂激发和/或发射的荧光团吸收引起的内滤效应(IFE)，CDs可作为荧光传感器用于TC的定量测定。然而，TC对CDs的荧光猝灭作用较弱，荧光强度下降不明显。埃洛石纳米管(HNTs)是一种硅酸盐矿物，储量丰富，比表面积大，表面基团丰富，具有独特的介孔管状内腔和可进行修饰的内外表面。现在一般采用一种简单的自下而上的方法，在埃洛石表面直接原位负载碳量子点来合成荧光HNT。
[0004]炭疽杆菌是一种会引起炭疽的危险细菌，通过进食、呼吸和皮肤接触传播感染动物体和人类，对人类和动物的皮肤、肠道和肺部造成严重损害，导致炭疽传染病，进而导致生物体内的致命感染。2，6
‑
吡啶二羧酸(DPA)是炭疽杆菌的主要生物标志物之一，约占炭疽孢子干重的5
‑
15％。对于DPA的检测，包含聚合酶链反应(PCR)和免疫分析，但需要较长的周期和复杂的操作。相比之下荧光分析法能够快速、灵敏和高选择性地检测炭疽杆菌孢子，且检测限较低。但经典的荧光检测和分析方法通常只能通过测量单个荧光信号的变化来检测目标，并且经常受到各种不相关因素的干扰，从而降低灵敏度和选择性。而比率荧光检测法可以通过测量不同荧光信号的相对变化强度，实现对被测对象的分析，有效减少各种干扰，提高可视化程度。采用发光镧系金属有机框架(Ln
‑
MOF)就是一种可行的方法。
[0005]发光镧系金属有机框架(Ln
‑
MOF)具有独特的光学性质，例如斯托克斯位移大，发射带窄，波长长等，被广泛应用于环境污染和生物分子检测。镧系离子具有相似的离子半径和化学行为，因此，通过将两个镧系离子铽(Terbium)和铕(Europium)掺杂到MOF的相同晶体等效金属位置，可产生两个发射源，Eu
3+
和Tb
3+
离子形成中心，分别强烈发射红光和绿光，可通过肉眼检测，并已广泛用于发光材料的构建。
[0006]在掺杂了铽和铕的发光镧系金属有机框架(Ln
‑
MOF)中，Tb
3+
与DPA快速络合用于检测炭疽生物标志物，随着DPA浓度的增加，DPA可以取代配位水分子，有效地将能量转移到Tb
3+
上，增强Tb
3+
的发射强度，产生强而占主导地位的绿色荧光。铕离子配合物在616nm处有较强的红色荧光发射峰，TC分子的β
‑
二酮结构，可以与Eu
3+
发生螯合反应，将其激发能传递给Eu
3+
，并通过“天线效应”敏化Eu
3+
发光。基于以上技术原理，若能将发光镧系金属有机框
架(Ln
‑
MOF)与荧光HNT结合起来，就能形成一种可同时检测TC和DPA两种物质的荧光探针。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种双通道可视化多色荧光探针的制备及使用方法，建造一种基于埃洛石纳米管(HNTs)原位合成碳量子点并负载镧系金属有机框架的双通道荧光传感器，能够实现对DPA和TC的快速同时可视化检测。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种双通道可视化多色荧光探针的制备方法，步骤如下：
[0009]一种双通道可视化多色荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤如下：
[0010]S1、埃洛石纳米管氨基化的修饰，
[0011]a、将埃洛石纳米管分散到二甲苯中，超声一定时间后，在室温下进行搅拌，使溶液分散更均匀；
[0012]b、将硅烷偶联剂3
‑
氯丙基三甲氧基硅烷逐滴加入到上述溶液，室温下搅拌，混合物在加热条件下油浴回流；
[0013]c、将上述溶液离心，去除上清液，用乙醇洗涤三次，加热条件下进行真空干燥；
[0014]d、将得到的全部产物分散在去离子水中，超声后在室温下搅拌一段时间；
[0015]e、加入聚乙烯亚胺，混合后搅拌一段时间，将混合物在加热条件下油浴回流，通过离心分离获得HNT
‑
PEI，并用水洗涤一次，然后使用真空干燥箱进行干燥，得到HNT
‑
PEI；
[0016]S2、以柠檬酸为碳源合成蓝色碳点并进行HNT@CDs的合成，
[0017]a、将HNT
‑
PEI和柠檬酸超声分散在去离子水中，室温下磁力搅拌一段时间，使HNT
‑
PEI和柠檬酸混合均匀；
[0018]b、将所得溶液转移至聚四氟乙烯内衬高压釜中，并持续加热12小时，通过PEI和柠檬酸在高温高压下的水热反应在HNT表面原位合成碳点；
[0019]c、待反应釜冷却后，离心，弃去上清液，取固体沉淀用无水乙醇洗涤，真空干燥后得到具有蓝色荧光的HNT@CDs；
[0020]S3、HNT@CDs
‑
MOF的制备，
[0021]a、将HNT@CDs超声分散在去离子水中；
[0022]b、取一定量的Eu(NO3)3·
6H2O、Tb(NO3)3·
6H2O、无水乙酸钠溶解在去离子水中，与上述溶液混合后，再将1，3，5
‑
苯三甲酸分散在乙醇中，超声溶解后滴加到混合液中，从而在HNT@CDs表面形成一层双金属MOF；
[0023]c、离心去除上清液，并用水和乙醇溶液混合洗涤，去除游离的铕、铽离子及乙酸钠；
[0024]d、在加热条件下真空干燥后得到最终产物。
[0025]一种双通道可视化多色荧光探针的使用方法，包含DPA的检测方法，步骤如下：
[0026]S1、将DPA溶解在去离子水中，配置一定浓度的DPA溶液；
[0027]S2、取一定量的荧光纳米复合探针，用pH＝8的Tris
‑
HCI缓冲定容；
[0028]S3、加入不同浓度的DPA后，在激发波长Ex＝280nm通道下考察HNT@CDs
‑
MOF荧光纳米探针识别DPA的灵敏度；
[0029]S4、在254nm紫外灯下通过肉眼实现DPA的多色荧光半本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双通道可视化多色荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤如下：S1、埃洛石纳米管氨基化的修饰，a、将埃洛石纳米管分散到二甲苯中，超声一定时间后，在室温下进行搅拌，使溶液分散更均匀；b、将硅烷偶联剂3
‑
氯丙基三甲氧基硅烷逐滴加入到上述溶液，室温下搅拌，混合物在加热条件下油浴回流；c、将上述溶液离心，去除上清液，用乙醇洗涤三次，加热条件下进行真空干燥；d、将得到的全部产物分散在去离子水中，超声后在室温下搅拌一段时间；e、加入聚乙烯亚胺，混合后搅拌一段时间，将混合物在加热条件下油浴回流，通过离心分离获得HNT
‑
PEI，并用水洗涤一次，然后使用真空干燥箱进行干燥，得到HNT
‑
PEI；S2、以柠檬酸为碳源合成蓝色碳点并进行HNT@CDs的合成，a、将HNT
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PEI和柠檬酸超声分散在去离子水中，室温下磁力搅拌一段时间，使HNT
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PEI和柠檬酸混合均匀；b、将所得溶液转移至聚四氟乙烯内衬高压釜中，并持续加热12小时，通过PEI和柠檬酸在高温高压下的水热反应在HNT表面原位合成碳点；c、待反应釜冷却后，离心，弃去上清液，取固体沉淀用无水乙醇洗涤，真空干燥后得到具有蓝色荧光的HNT@CDs；S3、HNT@CDs
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MOF的制备，a、将HNT@CDs超声分散在去离子水中；b、取一定量的Eu(NO3)3...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐君，李蕊，李咏欣，贾磊，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：