一种上转换荧光传感器及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种上转换荧光传感器及其制备方法与应用，属于检验检测技术领域，包括以下步骤：采用共沉淀法制备镧系元素掺杂的六方相上转换纳米颗粒，再以水热法进行碳包裹，最后将所得碳包裹上转换纳米颗粒利用高锰酸钾通过牺牲模板法制备得到二氧化锰修饰的单分散上转换纳米颗粒，即为所述上转换荧光传感器。本发明专利技术还公开了上述制备方法制备得到的上转换传感器及其在水产品鲜度检测中的应用。本发明专利技术有效提高了次黄嘌呤检测的选择性和灵敏度，检测高效便捷，能够实现次黄嘌呤的定量检测，可作为水产品中次黄嘌呤的快速检测方法应用于水产品品质和安全控制。用于水产品品质和安全控制。用于水产品品质和安全控制。

【技术实现步骤摘要】
一种上转换荧光传感器及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于检验检测
，尤其涉及一种上转换荧光传感器及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，渔业产量持续增长并带来了巨大的经济效益，促进了全球贸易的发展。鱼类、甲壳类和软体类等水产品及其制品往往具有较高的水分活度、丰富的内源酶和微生物，其松散的组织结构使细菌易沿着间质入侵扩散。因此，在不当的储运或加工条件下，水产品易发生品质下降甚至腐败变质，造成大量资源浪费和经济损失。水产品肌肉组织中三磷酸腺苷(ATP)的降解发生在水产动物死亡初期，次黄嘌呤作为ATP的代谢产物，其浓度变化能够反映水产品的鲜度变化。因此，通过对次黄嘌呤的检测可间接实现对水产品鲜度的评价。
[0003]一般来说，消费者主要通过对水产品的色泽、气味和质地进行感知从而判断水产品鲜度，但这严重依赖消费者的认知水平，且难以区分水产动物死亡初期的新鲜程度差异。因此，实际生产中需要通过对次黄嘌呤等生物标志物进行检测，进而准确评估水产品的新鲜程度。目前，离子色谱法、电泳法、高效液相色谱法、液相色谱
‑
质谱联用法等常规检测方法已被用于对水产品中次黄嘌呤的检测，但这些方法成本较高，耗时长，操作复杂，难以实现对水产品鲜度早期变化的检测。
[0004]光学传感器具有快速灵敏和简单高效等优点，但现有技术中多采用比色信号对检测结果进行输出，其颜色变化单一，由于不同测试者的辨认能力存在较大差异，因此仅通过肉眼观察难以获得准确的水产品鲜度结果；同时，受制于显色剂的不稳定性，检测结果的稳定性也不甚理想。
[0005]因此，如何将光学纳米材料和生物技术结合，提供一种快速、灵敏、便捷的次黄嘌呤传感方法，实现对水产品鲜度的检测和评价，为水产品品质和安全控制提供支撑是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种简单方便、高效准确的用于水产品鲜度检测的上转换荧光传感器及其制备方法与应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]一种上转换荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0009]采用共沉淀法制备镧系元素掺杂的六方相上转换纳米颗粒，再以水热法进行碳包裹，最后将所得碳包裹上转换纳米颗粒利用高锰酸钾通过牺牲模板法制备得到二氧化锰修饰的单分散上转换纳米颗粒，即为所述上转换荧光传感器。
[0010]有益效果：本专利技术获得的二氧化锰修饰的上转换纳米颗粒在水中分散性良好，不易团聚沉淀，适用于样品检测。
[0011]优选的，具体包括以下步骤：
[0012](1)将镧系元素的氯化物、油酸和1
‑
十八烯混合，在惰性气体保护下于100
‑
250℃剧烈搅拌至透明均一后，冷却至20
‑
60℃，再加入NaOH和NH4F的甲醇溶液，并在惰性气体保护下剧烈搅拌反应10
‑
90min，接着除去甲醇，再快速升温至250
‑
350℃反应30
‑
240min，再将所得产品经冷却至室温，经分离、洗涤、干燥，得到所述油酸包裹的六方相上转换纳米颗粒；
[0013](2)将所述油酸包裹的六方相上转换纳米颗粒分散于有机溶剂中，在剧烈搅拌条件下，加入至表面活性剂水溶液中，超声分散后除去有机溶剂，再加入碳源充分溶解，然后进行水热合成，最后经冷却、分离、洗涤、干燥，得到所述碳包裹上转换纳米颗粒；
[0014](3)将所述碳包裹上转换纳米颗粒分散于水中，在剧烈搅拌条件下，加入高锰酸钾溶液，经超声后，分离、洗涤、干燥，获得所述二氧化锰修饰上转换纳米颗粒，即所述上转换荧光传感器。
[0015]有益效果：本专利技术获得的碳包裹上转换纳米颗粒的表面碳壳为接下来二氧化锰的修饰提供结构导向。
[0016]优选的，步骤(1)中所述镧系元素的氯化物、NaOH和NH4F的添加量之比为1：1～25：1～25；
[0017]油酸和1
‑
十八烯的添加量之比为1:1～10；
[0018]所述快速升温速率为5
‑
25℃/min；
[0019]所述剧烈搅拌速率为100
‑
1000r/min。
[0020]有益效果：利用上述条件制备得到的上转换纳米材料为尺寸小于50nm的六方相颗粒，荧光稳定明亮。
[0021]优选的，步骤(2)中所述有机溶剂为非极性溶剂，所述非极性溶剂包括甲苯、环己烷或三氯甲烷；
[0022]所述表面活性剂包括苯扎溴铵、苯扎氯铵、甲基二牛脂酰乙基
‑2‑
羟乙基硫酸甲酯铵、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚季铵盐
‑
16中的一种或任意几种；
[0023]所述碳源为谷氨酸、柠檬酸钠、葡萄糖、果糖、甘露糖、乙二胺、维生素B2、木质素、壳聚糖、淀粉、海藻酸钠和以上物质的水合物中至少两种的混合物；
[0024]所述油酸包裹的六方相上转换纳米颗粒、碳源与表面活性剂的物质的量比为1：1～100：1～100；
[0025]所述剧烈搅拌速率为100
‑
1000r/min；
[0026]所述水热合成条件为160
‑
300℃反应1
‑
48h。
[0027]有益效果：上述条件下得到的单分散的碳包裹上转换纳米材料，能够作为后期二氧化锰修饰的结构导向。
[0028]优选的，步骤(3)中所述碳包裹上转换纳米颗粒和高锰酸钾物质的量之比为1:500；
[0029]所述高锰酸钾溶液浓度为25
‑
75mmol/L；
[0030]超声功率为50～500W，超声时间为5
‑
30min。
[0031]有益效果：超声辅助加速高锰酸钾充分还原产生二氧化锰。
[0032]一种上转换荧光传感器的制备方法制备得到的上转换荧光传感器。
[0033]有益效果：本专利技术提供的上转换荧光传感器对次黄嘌呤检测的特异性好，灵敏度
高，操作简单便捷，成本低。
[0034]一种上转换荧光传感器在水产品鲜度检测中的应用，所述鲜度检测为检测水产品中次黄嘌呤含量。
[0035]更为优选的，所述水产品包括黑头鱼、大黄鱼、鹰爪虾、扇贝和牙鲆中的一种或任意几种。
[0036]优选的，所述检测包括以下步骤：
[0037]1)提取水产品中的次黄嘌呤后，经加热和掩蔽剂处理减小基质干扰得到实际样品溶液；
[0038]2)将所述实际样品溶液、黄嘌呤氧化酶溶液和所述上转换荧光传感器的水分散液混合反应，根据荧光峰值变化进行次黄嘌呤的快速定量检测。
[0039]有益效果：本专利技术中的加热和掩蔽剂处理有效减少实际样品干扰，提高检测的特异性和准确度；荧光检测有效提高了检测的灵敏度。
[0040]优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上转换荧光传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用共沉淀法制备镧系元素掺杂的六方相上转换纳米颗粒，再以水热法进行碳包裹，最后将所得碳包裹上转换纳米颗粒利用高锰酸钾通过牺牲模板法制备得到二氧化锰修饰的单分散上转换纳米颗粒，即为所述上转换荧光传感器。2.根据权利要求1所述的一种上转换荧光传感器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将镧系元素的氯化物、油酸和1
‑
十八烯混合，在惰性气体保护下于100
‑
250℃剧烈搅拌至透明均一后，冷却至20
‑
60℃，再加入NaOH和NH4F的甲醇溶液，并在惰性气体保护下剧烈搅拌反应10
‑
90min，接着除去甲醇，再快速升温至250
‑
350℃反应30
‑
240min，再将所得产品经冷却至室温，分离、洗涤、干燥，得到所述油酸包裹的六方相上转换纳米颗粒；(2)将所述油酸包裹的六方相上转换纳米颗粒分散于有机溶剂中，在剧烈搅拌条件下，加入至表面活性剂水溶液中，超声分散后除去有机溶剂，再加入碳源充分溶解，然后进行水热合成，最后经冷却、分离、洗涤、干燥，得到所述碳包裹上转换纳米颗粒；(3)将所述碳包裹上转换纳米颗粒分散于水中，在剧烈搅拌条件下，加入高锰酸钾溶液，经超声后，分离、洗涤、干燥，获得所述二氧化锰修饰上转换纳米颗粒，即所述上转换荧光传感器。3.根据权利要求2所述的一种上转换荧光传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述镧系元素的氯化物、NaOH和NH4F的添加量之比为1：1～25：1～25；油酸和1
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十八烯的添加量之比为1:1～10；所述快速升温速率为5
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25℃/min；所述剧烈搅拌速率为100
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1000r/min。4.根据权利要求2所述的一种上转换荧光传感器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂为非极性溶剂，所述非极性溶剂包括甲苯、环己烷或三氯甲烷；所述表面活性剂包括苯扎溴铵、苯扎氯铵、甲基二牛脂酰乙基
‑2‑
羟乙基硫酸甲酯铵、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚季铵盐
‑
16中的至少一种；所述碳源为谷氨酸、柠檬酸钠、葡萄糖、果糖、甘露糖、乙二胺、维生素B2、木质素、壳聚糖、淀粉、海藻酸钠和以上物质的水合物中至少两种的混合物；所述油酸包裹的六方相上转换纳米颗粒、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，曹云睿，薛长湖，冯婷玉，魏婷婷，宋雨，姜晓明，包西昌，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：