【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料及分析检测，具体涉及一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法及其在四环素检测中的应用。
技术介绍
1、酶是一种高效的生物催化剂，在生物体内代谢、疾病诊断与治疗、环境污染物降解以及分析检测等多个领域发挥重要作用。然而，天然酶存在易失活，制备过程复杂，成本高等缺点，限制了它们的应用。纳米酶是一类新型催化纳米材料，展现出与天然酶相似的催化机理和酶促反应动力学特征，具有合成成本低、稳定易储存、催化活性可调、对外部刺激响应灵敏和便于修饰等优点，是天然酶的优良替代品。因此，开发简单、高效、低成本的纳米酶制备方法尤为重要。
2、在抗生素检测方面，纳米酶为开发新型高灵敏的检测方法开辟了新途径。传统的基于纳米酶检测抗生素的比色法具有成本低、操作简单的特点，但是其灵敏度不足的问题也日益凸显。特别是在面对极低浓度的抗生素残留时，比色法的颜色变化往往不够明显，难以满足高精度检测的需求。为了提高抗生素检测的灵敏度，研究者们开始探索新的检测方法，其中荧光分析法因其高灵敏度而备受关注。荧光分析法通过测量物质的荧光强度对物质进行定量分析，其灵敏度比比色法高出数百至数千倍，从而在高度敏感检测任务中展现出明显的优越性。
3、基于上述背景，本专利技术提出了一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，旨在通过简单方便、易于控制的方式，实现纳米酶的规模化生产。此外，本专利技术还利用3,3',5,5'-四甲基联苯胺（tmb）的荧光特性，通过四环素、tmb与铈掺杂石墨相氮化碳间的竞争相互作用影响tmb的荧光强度，将铈掺杂石墨相氮化碳纳米
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
2、一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1：将六水硝酸铈溶于去离子水中，加入适量过氧化氢促进ce3+氧化，搅拌5-10min，形成黄色溶液；
4、步骤2：向上述溶液中加入尿素，继续搅拌0.5-4 h，所得溶液于60-80 ℃烘箱干燥4-10 h；
5、步骤3：将干燥后的样品进行研磨，然后放置于马弗炉中，升温至550 ℃后，恒温煅烧2-4 h；
6、步骤4：降至室温后，将所得产物在玛瑙研钵中进行充分研磨，得到粉末状纳米材料，即铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶。
7、所述步骤1中六水硝酸铈的添加量为0.413-0.964 g，加入120-200 µl的30%过氧化氢促进ce3+氧化，所述步骤2中尿素的添加量为4 g。
8、所述步骤3中马弗炉升温速率为1-5 ℃･min-1。
9、本专利技术还包括一种基于前述制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，即基于铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶荧光检测四环素的方法，包括以下步骤：
10、步骤s1：制备不含四环素的空白样品：在醋酸-醋酸钠（ph=3.0-5.0）缓冲液中加入0.04-0.08 mg/ml铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶和4 -10 µmol/l tmb；
11、步骤s2：将步骤s1所得溶液在室温下反应10-30 分钟；
12、步骤s3：用荧光光谱仪记录步骤s2所得溶液的荧光光谱，体系在400 nm处的荧光强度记为f0；
13、步骤s4：制备含有不同浓度四环素的样品：在醋酸-醋酸钠（ph=3.0-5.0）缓冲液中加入浓度为0.5-7.0 µg/ml四环素，0.04-0.08 mg/ml铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶和4 -10µmol/l tmb；
14、步骤s5：将步骤s4所得若干组溶液在室温下反应10-30分钟；
15、步骤s6：用荧光光谱仪记录步骤s5所得若干组溶液各反应体系的荧光强度，体系在400 nm处的荧光强度记为f；
16、步骤s7：含有四环素样品的荧光强度f减去不含四环素样品的荧光强度f0记为df，加入四环素后，体系的荧光变化率用df/f0计算；
17、步骤s8：以加入四环素后体系荧光变化率为纵坐标，四环素浓度为横坐标，建立体系荧光变化率和四环素浓度间的标准曲线；基于建立的标准曲线，检测样品中四环素的含量。
18、所述步骤s1中醋酸-醋酸钠缓冲溶液的浓度为0.10 mol/l，醋酸-醋酸钠缓冲溶液的ph为4.0；铈掺杂氮化碳纳米酶浓度为0.05 mg/ml；tmb浓度为5 µmol/l；
19、所述步骤s3和步骤s6中荧光光谱仪的仪器参数为：激发波长281 nm，发射波长350-450 nm，激发电压700 v，狭缝宽度5 nm。
20、进一步的可将步骤s4中的四环素分别换成浓度为4.0 µg/ml的青霉素g钠、先锋霉素、氨苄西林、阿莫西林、氯霉素，按照步骤s4-s7的实验方法进行测试，以评估其它抗生素对系统荧光强度的影响，考察建立的荧光检测四环素方法的选择性；
21、对具体的实验样品，利用步骤s1-s8检测计算其中四环素含量，向实验样品中加入不同浓度的四环素后，按照步骤s4-s7的实验方法继续进行实验，计算荧光变化率df/f0，并将df/f0值带入步骤s8中的标准曲线方程，求出四环素的检出浓度，四环素检出浓度和对应的加标浓度之比为加标回收率，通过加标回收率验证该检测方法的实用性。
22、本专利技术具有如下优点：
23、本专利技术提出了一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，铈作为一种稀土元素，具有独特的化学性质和电子结构，本专利技术在石墨相氮化碳中掺杂铈元素，可以显著改变其能带结构和电子分布，制备的纳米酶具有多层片状结构，具有较高的比表面积和催化性能。同时，通过精确控制反应条件和参数（如搅拌时间、干燥温度、煅烧温度和时间等），可以制备出具有良好稳定性和重复性的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶，整个合成流程简单方便，使得该方法在工业化生产中具有极大的应用潜力。
24、本专利技术以tmb作为荧光指示剂，利用四环素、tmb与铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶间的竞争相互作用影响tmb的荧光强度，建立了一种基于铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的荧光检测方法，用于四环素的检测，该方法操作过程简单，只需在醋酸-醋酸钠缓冲液中加入定量的各物质进行一步反应即可。整个检测过程可在1小时内完成，耗时短、成本低、灵敏度高。
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1.一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述步骤1中六水硝酸铈的添加量为0.413-0.964 g，加入120-200 µL的30%过氧化氢促进Ce3+氧化。
3.如权利要求1所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述步骤2中尿素的添加量为4 g。
4.如权利要求1所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述步骤3中马弗炉升温速率为1-5 ℃･min-1。
5.一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：包括一种基于铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶荧光检测四环素的方法，具体包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：所述步骤S1中醋酸-醋酸钠缓冲溶液的浓度为0.10 mol/L，醋酸-醋酸钠缓冲溶液的pH为4
7.如权利要求5所述的一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：所述步骤S3和步骤S6中荧光光谱仪的仪器参数为：激发波长281 nm，发射波长350-450 nm，激发电压700 V，狭缝宽度5 nm。
8.如权利要求5所述的一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：将步骤S4中的四环素分别换成浓度为4.0 µg/mL的青霉素G钠、先锋霉素、氨苄西林、阿莫西林、氯霉素，按照步骤S4-S7的实验方法进行测试，以评估其它抗生素对系统荧光强度的影响，考察建立的荧光检测四环素方法的选择性。
9.如权利要求5所述的一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：对具体的实验样品，利用步骤S1-S8检测计算其中四环素含量，向实验样品中加入不同浓度的四环素后，按照步骤S4-S7的实验方法继续进行实验，计算荧光变化率DF/F0，并将DF/F0值带入步骤S8中的标准曲线方程，求出四环素的检出浓度，四环素检出浓度和对应的加标浓度之比为加标回收率，通过加标回收率验证该检测方法的实用性。
...【技术特征摘要】
1.一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述步骤1中六水硝酸铈的添加量为0.413-0.964 g，加入120-200 µl的30%过氧化氢促进ce3+氧化。
3.如权利要求1所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述步骤2中尿素的添加量为4 g。
4.如权利要求1所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述步骤3中马弗炉升温速率为1-5 ℃･min-1。
5.一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：包括一种基于铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶荧光检测四环素的方法，具体包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种基于权利要求1-4所述的一种铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的制备方法得到的铈掺杂石墨相氮化碳纳米酶的应用，其特征在于：所述步骤s1中醋酸-醋酸钠缓冲溶液的浓度为0.10 mol/l，醋酸-醋酸钠缓冲溶液的ph为4.0；铈掺杂氮化碳纳米酶浓度为0.05 mg/ml；tmb浓度为5 µmol/l。
7.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖淑艳，吴嘉丰，董忠平，刘思仪，刘静，吉丽娜，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：
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