【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分析化学，具体是一种包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器及其制备方法与应用。
技术介绍
1、纳米酶是指具有类似天然酶的催化效率和酶促反应动力性质等酶学特性的一类功能纳米材料，与天然酶相比，纳米酶具有来源广泛、成本低廉、易于制备、活性可调等优点。过氧化物模拟酶是其中的一类纳米酶。3,3',5,5'-四甲基联苯胺(tmb)是一种常见的芳香胺，已被广泛用作过氧化物模拟酶的显色底物助力于传感分析，这归因于其非致癌性和非诱变性，以及与其他显色底物(如联苯胺和邻苯二胺)相比，基于tmb的过氧化物模拟酶检测具有更高的准确性和灵敏度。然而，tmb需要溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)等有机溶剂中，存在的两相界面会影响tmb与·oh之间的反应性；另外，tmb常常需要单独另加入到反应溶液中，增加反应步骤以及影响反应效率。此外，因为β-内酰胺类抗生素对各种氧化剂和自由基(如so4·-、·oh、1o2和·o2-)具有相当强的反应性。因此，基于该反应策略开发可靠的β-内酰胺类抗生素检测系统具有重要意义。
2、金属有机框架(mofs，metal organic frameworks)是由金属离子与配体组成的多孔性的网状晶体材料，且可以模拟天然酶的活性中心同时提供疏水环境，利于酶促反应的进行。此外，mofs还可作为封装功能物质的理想外层，使其处于限域微环境。再者，mofs还具有ph响应性，比如其溶解度可随溶液ph的变化而变化。因此，可以将tmb制备成水溶性的tmb-nps，进而通过共沉淀法原位包埋进cu
3、h2o2是化工、环保和医药等领域的重要氧化剂、消毒杀菌剂和漂白剂。残留的h2o2会带来水体污染，危害人类健康。抗生素是一种具有跨时代性质的药物，已经被广泛应用于针对各种疾病的治疗和预防的领域。其中，氨苄西林(amp)作为世界上最常用的青霉素类抗生素之一，同时，amp属于β-内酰胺类抗生素，已广泛应用于人类、牲畜和水产养殖的各种细菌感染的预防和治疗，但排放到世界各地河流的amp对自然生态和人们的生活环境带来了严重威胁。随着社会的发展中进步、政策鼓励和人们安全意识的提升，致使如今存在着许多h2o2和amp的检测方法。目前，人们常用的检测方法包括色谱法(高相液相色谱法、高相液相色谱法-质谱联用法)、酶联免疫法、微生物测定法、电化学分析法和比色法，但昂贵的仪器、复杂的样品预处理和净化过程以及仪器操作的专业性被认为是这些检测方法的缺陷。因此，开发便携式现场检测传感器显得尤为重要。随着搭载高清摄像头的智能手机不断升级换代，开发基于智能手机的便携式现场检测传感器成为可能。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器及其制备方法与应用，将水溶性的tmb-nps通过共沉淀法原位包埋进cumofs中，通过amp抑制cumofs纳米酶的类过氧化物酶的活性，导致其产生的·oh含量减少，进一步抑制了tmb的氧化，使其产生颜色变化。通过智能手机辅助用于水体中h2o2和amp的可视化检测，解决基于tmb的过氧化物模拟酶相关的传感分析所遇到的问题，为环境保护和人类健康的便携式监测提供新的方法。
2、本专利技术提供了一种包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器的制备方法，具体如下：将包埋显色剂的cumofs纳米酶的水溶液均匀涂覆到定性滤纸上，再在滤纸上加入hcl溶液或者含h2o2的hcl溶液，即得包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器。
3、进一步的，所述包埋显色剂的cumofs纳米酶采用如下方法进行制备：
4、(1)将tmb加入dmso中混匀得到tmb溶液，之后将牛血清白蛋白(bsa)加入到ph为6.5的磷酸盐缓冲溶液(pbs溶液)中混匀得到bsa溶液，将tmb溶液、bsa溶液分别滴加到离心管中，滴加结束后在4℃环境下机械搅拌12小时；
5、(2)搅拌结束后，将得到的混合液离心，弃去上层液体，将沉淀物用ph为7.4的pbs溶液离心洗涤，并冷冻干燥后得到tmb-nps；
6、(3)将上述tmb-nps加入到对苯二甲酸二钠(bdc)水溶液中得到溶液a，取cuso4水溶液，将溶液a与cuso4水溶液分别滴加到另一离心管中，滴加结束并静置反应5min后，将反应后得到的混合溶液离心，弃去上层液体，将沉淀物用去离子水离心洗涤三次，之后冷冻干燥，得到包埋显色剂的cumofs纳米酶，记为cumofs-tmb-nps。
7、进一步地，步骤(1)中，tmb溶液中tmb的浓度为8-10mg/ml，bsa溶液中bsa的浓度为0.5-2mg/ml；
8、进一步地，步骤(1)中tmb溶液与bsa溶液的体积比例为(1-2)：(1-2)。
9、进一步地，步骤(3)中cuso4水溶液中cu2+的浓度与溶液a中bdc的浓度之比为(1-2)：(1-2)。
10、进一步的，步骤(3)中溶液a与cuso4水溶液的体积比例为(1-2)：(1-2)。
11、本专利技术还提供了一种按照上述制备方法所得到的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器及该纸基传感器在检测水体中h2o2或amp中的应用。
12、进一步的，在滤纸上加入hcl溶液后所得到的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器，用于检测水体中h2o2的含量；在滤纸上加入含h2o2的hcl溶液后所得到的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器，用于检测水体中amp的含量。
13、进一步的，所述包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器在检测水体中h2o2的含量时，检测限为1.93μm；在检测水体中amp的含量时，检测限为1.43μg·ml-1。
14、进一步的，所述包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器在检测水体中h2o2的含量时，先制作定量检测模型，具体是将一系列不同浓度的标准h2o2溶液分别滴加到包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器检测区域的不同位置处，利用智能手机中的colormeter软件测定其rgb(b)值，拟合得到h2o2浓度的对数值与rgb(b)值的线性方程1；检测h2o2的含量时，将h2o2待测液滴加至上述包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器的检测区域中，反应不少于1分钟，观察到显色说明有h2o2存在,利用智能手机拍照提取rgb(b)值，将该rgb(b)值代入线性方程1中计算，即可得到水体中h2o2的含量。
15、进一步的，所述包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器在检测水体中amp的含量时，先制作定量检测模型，具体是将一系列不同浓度的标准amp溶液滴加到包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器检测区域的不同位置处，利用智能手机的colormeter软本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于具体如下：将包埋显色剂的CuMOFs纳米酶的水溶液均匀涂覆到定性滤纸上，再在滤纸上加入HCL溶液或者含H2O2的HCL溶液，即得包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器。
2.如权利要求1所述的包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于，所述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶采用如下方法进行制备：
3.如权利要求2所述的包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，TMB溶液中TMB的浓度为8-10mg/mL，BSA溶液中BSA的浓度为0.5-2mg/mL；TMB溶液与BSA溶液的体积比为(1-2)：(1-2)。
4.如权利要求2所述的包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中溶液A与CuSO4水溶液的体积比为(1-2)：(1-2)；CuSO4水溶液中Cu2+的浓度与溶液A中BDC的浓度之比为(1-2)：(1-2)。
5.如权利要求1～4任一所述制备方法所得到的包埋显色剂的CuMOF
6.如权利要求5所述的包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器在检测水体中H2O2或AMP中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述滤纸上加入HCL溶液后所得到的包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器，用于检测水体中H2O2的含量；在所述滤纸上加入含H2O2的HCL溶液后所得到的包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器，用于检测水体中AMP的含量。
8.如权利要求6所述的应用，其特征在于，当所述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器在检测水体中H2O2的含量时，检测限为1.93μM；当所述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器在检测水体中AMP的含量时，检测限为1.43μg·mL-1。
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器在检测水体中H2O2的含量时，先制作定量检测模型，具体是将一系列不同浓度的标准H2O2溶液分别滴加到包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器检测区域的不同位置处，利用智能手机中的ColorMeter软件测定其RGB(B)值，拟合得到H2O2浓度的对数值与RGB(B)值的线性方程1；检测H2O2的含量时，将H2O2待测液滴加至上述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器的检测区域中，反应不少于1分钟，观察到显色说明有H2O2存在,利用智能手机拍照提取RGB(B)值，将该RGB(B)值代入线性方程1中计算，即可得到水体中H2O2的含量。
10.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器在检测水体中AMP的含量时，先制作定量检测模型，具体是将一系列不同浓度的标准AMP溶液滴加到包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器检测区域的不同位置处，利用智能手机中的ColorMeter软件测定其RGB(B)值，拟合得到AMP浓度的对数值与RGB(B)值的线性方程2；检测AMP的含量时，将AMP待测液滴加至上述包埋显色剂的CuMOFs纳米酶纸基传感器的检测区域中，反应不少于1分钟，观察到颜色变浅说明有AMP存在，利用智能手机拍照直接取得RGB(B)值，将该RGB(B)值代入线性方程2中计算，即可得到水体中AMP的含量。
...【技术特征摘要】
1.一种包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于具体如下：将包埋显色剂的cumofs纳米酶的水溶液均匀涂覆到定性滤纸上，再在滤纸上加入hcl溶液或者含h2o2的hcl溶液，即得包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器。
2.如权利要求1所述的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于，所述包埋显色剂的cumofs纳米酶采用如下方法进行制备：
3.如权利要求2所述的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，tmb溶液中tmb的浓度为8-10mg/ml，bsa溶液中bsa的浓度为0.5-2mg/ml；tmb溶液与bsa溶液的体积比为(1-2)：(1-2)。
4.如权利要求2所述的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中溶液a与cuso4水溶液的体积比为(1-2)：(1-2)；cuso4水溶液中cu2+的浓度与溶液a中bdc的浓度之比为(1-2)：(1-2)。
5.如权利要求1～4任一所述制备方法所得到的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器。
6.如权利要求5所述的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器在检测水体中h2o2或amp中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述滤纸上加入hcl溶液后所得到的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器，用于检测水体中h2o2的含量；在所述滤纸上加入含h2o2的hcl溶液后所得到的包埋显色剂的cumofs纳米酶纸基传感器，用于检测水体中amp的含量。
8.如权利要求6所述的应用，其特征在于，当所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王军宁，王超海，李潇，朱新锋，毛艳丽，彭荣富，张金辉，路忠鑫，张嘉琪，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：
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