氯霉素检测 一篇：
一种对氯霉素检测的碲化镉量子点/聚乳酸纳米纤维荧光探针制备方法
第一、技术领域
本发明属于材料制备与药物检测第一、技术领域，涉及对氯霉素有检测功能的碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维荧光探针的制备方法。
第二、背景技术
氯霉素(CAP)是广谱抑菌抗生素是治疗伤寒，副伤寒的首选药，治疗厌氧菌感染的特效药物之一，因此它也是抗生素的其中一种。速成鸡也大量食用了这一种抗生素，在很久以前，它曾经大量的在医学界食用，但现在，它的使用规范已经严格起来了，原因是它的副作用极大，因其严重的毒副作用，如造血系统的毒性反应，骨髓抑制等，已被许多国家和地区列为禁用药物。因此，需要建立快速有效的氯霉素残留检测新方法，以保障人们的生命安全。
目前，测定氯霉素的方法主要有：紫外分光光度法、高效液相色谱法、气相色谱法、荧光法等。江虹等以曙红Y为探针，用共振瑞利散射法测定了药物中氯霉素、甲砜霉素的含量。尽管这些方法有很高的灵敏性和准确性，但是却需要培训专门的技术人员、耗费昂贵的检测费用、操作繁琐，且样品必须送往专业实验室进行数据分析等；因此，有必要寻求一种更加快速、便捷、高效的方法用于氯霉素的即时检测。
相比于传统有机荧光染料，量子点拥有众多优点如：不易漂白，有相对比较宽的激发光谱，窄并且对称的发射光谱无拖尾现象，荧光强度高。并且有文章报导用水溶液状态下的量子点对一些药物进行检测，但是溶液状态下的量子点不稳定容易发生团聚，影响量子点的发光性能，而且量子点的制备属于比较繁琐的实验，且具有一定的成本，所以怎样固定量子点以改善其稳定性，同时能够对药物进行检测成为了我们的研究目标。本文通过静电纺丝方法将量子点结合于纤维膜中，对其进行固定，从而明显改善量子点的稳定性，避免了长时间保存发生团聚；并且静电纺丝纳米纤维膜具有超大的比表面积，固定在纳米纤维膜上的量子点可以和药物充分接触。
第三、发明内容
本发明的目的在于提供一种对氯霉素检测的碲化镉量子点/聚乳酸纳米纤维荧光探针的化学制备方法，克服现有氯霉素检测技术中检测费用昂贵、操作繁琐、并且对实验员要求高的缺陷。
附图说明
图1：水溶性CdTe量子点透射电镜图
图2：CdTe量子点溶液红外光谱图
图3：CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针的(a)扫描电镜图和(b)透射电镜图
图4：CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针的荧光显微镜图，(a)可见光下，(b)365nm激发
图5：CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针与氯霉素作用后的荧光光谱图
图6：a为CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光强度随氯霉素浓度变化图，b为标准曲线
根据附图进一步解释第四、具体实施方式
图1为本发明制得的CdTe量子点透射电镜图，由图可知，CdTe量子点的形貌近似为球形，被一层巯基乙酸包覆，在制备量子点时加入巯基乙酸能够很好的阻止量子点发生团聚，分布均匀且分散性较好，没有出现明显的聚集现象。而且巯基乙酸修饰的量子点因为会有-OH的存在所以水溶性比较好，有很好的生物相容性。
图2为本发明制得的CdTe量子点红外光谱图，由图可知，2900-3000cm-1之间的宽峰是羧基官能团中的-OH伸缩振动，而处于2567cm-1的较弱的峰是-SH的伸缩振动峰，1723cm-1的较强的伸缩振动峰是C＝O。图中巯基乙酸-量子点的红外光谱2567cm-1的-SH的伸缩振动峰消失，说明在合成量子点过程中，巯基乙酸的-SH与Cd2+发生配位作用，这就使得制得的量子点表面缺陷减少，且非辐射中心减少，能很好的提高量子点的稳定性和发光强度。
图3为本实验制得的CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针的扫描电镜图以及透射电镜图，由图可知，通过量子点与PLA进行混合纺丝，可以将量子点在纳米纤维上进行固定，从而防止其再次发生团聚。由图4(a)和4(b)所示的扫描电镜和透射电镜像可以看出，量子点能够很好的附着在纳米纤维膜上。
图4为本实验制得的CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针的荧光显微镜图，由图可知，巯基乙酸包覆的量子点在放置一段时间后，量子点会发生团聚现象，导致量子点的发射波长增大，直至肉眼无法观测到量子点的荧光效应。而通过静电纺丝制备的量子点/PLA纤维在室温下放置30天后，量子点纤维的发射波长几乎没有变化。图4(a)和图4(b)分布是可见光下的CdTe量子点/PLA纳米纤维显微图和在365nm激发下的荧光显微镜图，测得的荧光发射波长为570nm。从图4(b)中可以看出纳米纤维中确实有CdTe量子点存在，且荧光效果比较明显，量子点分布均匀，这说明了PLA确实对量子点起到了很好的固定作用。
图5为本实验制得的CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针与氯霉素作用后的荧光光谱图，由图可知，所用的激发波长为365nm，发射波长为570nm，用来猝灭的氯霉素溶度为30μg/ml。当量子点表面的有机配体被其他的极性硫醇取代后，量子点表面的晶格缺陷增大，非辐射重组的发生增加，使量子点的荧光发生猝灭。因此可知，氯霉素改变了CdTe量子点的表面状态，增大了表面缺陷和非辐射重组的发生，从而使CdTe量子点发生荧光猝灭。说明量子点与氯霉素发生了荧光共振能量转移，也证明了CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针可以对氯霉素进行检测，且检测效果比较明显。并且量子点经过纳米纤维的固定，CdTe量子点/PLA纳米纤维作为稳定的荧光探针可以保存很长一段时间而不会团聚变质。
图6为本实验制得的CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光强度随氯霉素浓度变化图以及猝灭标准曲线，由图可知，在一定浓度范围内，量子点的荧光强度会随氯霉素含量的增加而下降。通过下降的曲线可以确定氯霉素确实可以使量子点发生淬灭，从而达到检测氯霉素的目的。实验证明通过此种方法可以对氯霉素进行准确、有效、直观的检测。
第四、具体实施方式
下面根据具体实施实例对本发明做进一步说明。
一种对氯霉素检测的CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针的化学制备方法，其特征在于：CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针具有比溶液状态下CdTe量子点更好的荧光稳定性，当CdTe量子点与目标分子氯霉素在空间上相互接近,通过荧光共振能量转移原理，CdTe量子点/PLA纳米纤维荧光探针的能量能够被氯霉素所吸收,利用CdTe量子点荧光强度的改变,实现对氯霉素的检测,本发明的制备过程包括如下几个步骤：
实施例1：
在50mL的圆底烧瓶中加入0.07g硼氢化钠，再向烧瓶中加入3mL的去离子水，接着将0.12g的碲粉加入到烧瓶中，稍晃动烧瓶，然后将瓶口塞紧，在木塞上插入导管，另一端水封，将烧瓶置于超声波容器中，在超声条件下反应2小时，发现水封的烧杯中有气泡冒出，溶液逐渐变为紫色，得到前驱体NaHTe溶液。
(2)第二步是巯基乙酸包覆的碲化镉量子点的合成：取一个三颈烧瓶，持续通入氮气20min除氧，然后往烧瓶中加入0.12gCdCl2.2.5H2O，适量去离子水，继续通氮除氧30min。接着向烧瓶中注入100μL巯基乙酸，发现有白色沉淀生成，用1mol/L的氢氧化钠调节pH值，可以观察到当pH接近9.0时溶液中的白色沉淀消失。最后快速向烧瓶溶液中注入前驱体，控制n(Cd2+)：n(Te2-)：n(巯基乙酸)＝0.9:0.4:1.5，然后100℃加热冷凝回流3h。随着回流，溶液颜色变深。
(3)第三步是碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维的制备：取2.0gPLA于25mL的烧杯中，向其中加入18g的三氟乙醇，在室温下搅拌1h，PLA充分溶解，将0.4g的CdTe量子点加入到烧杯中，继续搅拌1h，取搅拌液于注射器中，调节静电纺丝参数，电压为15Kv，距离为15cm，纺丝的流速为1.5mL/h，室温下纺丝。
(4)第四步是纯化过程：将上述得到的碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维膜用丙酮溶液进行清洗去除表面的残留物质，然后再将此纤维膜浸泡在去离子水中，静置一段时间，取出氮气条件下吹干。
(5)第五步是测试过程：将不同溶度的氯霉素溶液滴于上述碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维膜上，根据方程Q＝(F0一F)/F0进行计算得到标准曲线，其中Q表示猝灭效率，F0表示没有滴加氯霉素时碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维膜的荧光发射强度，F表示滴加不同溶度氯霉素后此纳米荧光探针的荧光发射强度。
实例2：
在50mL的圆底烧瓶中加入0.08g硼氢化钠，再向烧瓶中加入3mL的去离子水，接着将0.13g的碲粉加入到烧瓶中，稍晃动烧瓶，然后将瓶口塞紧，在木塞上插入导管，另一端水封，将烧瓶置于超声波容器中，在超声条件下反应2小时，发现水封的烧杯中有气泡冒出，溶液逐渐变为紫色，得到前驱体NaHTe溶液。
(2)第二步是巯基乙酸包覆的碲化镉量子点的合成：取一个三颈烧瓶，持续通入氮气20min除氧，然后往烧瓶中加入0.1gCdCl2.2.5H2O，适量去离子水，继续通氮除氧30min。接着向烧瓶中注入100μL巯基乙酸，发现有白色沉淀生成，用1mol/L的氢氧化钠调节pH值，可以观察到当pH接近9.0时溶液中的白色沉淀消失。最后快速向烧瓶溶液中注入前驱体，控制n(Cd2+)：n(Te2-)：n(巯基乙酸)＝1.0:0.5:2.0，然后100℃加热冷凝回流3h。随着回流，溶液颜色变深。
(3)第三步是碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维的制备：取2.0gPLA于25mL的烧杯中，向其中加入18g的三氟乙醇，在室温下搅拌1h，PLA充分溶解，将0.4g的CdTe量子点加入到烧杯中，继续搅拌1h，取搅拌液于注射器中，调节静电纺丝参数，电压为15Kv，距离为15cm，纺丝的流速为1.5mL/h，室温下纺丝。
(4)第四步是纯化过程：将上述得到的碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维膜用丙酮溶液进行清洗去除表面的残留物质，然后再将此纤维膜浸泡在去离子水中，静置一段时间，取出氮气条件下吹干。
(5)第五步是测试过程：将不同溶度的氯霉素溶液滴于上述碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维膜上，根据方程Q＝(F0一F)/F0进行计算得到标准曲线，其中Q表示猝灭效率，F0表示没有滴加氯霉素时碲化镉量子点/聚乳酸的纳米纤维膜的荧光发射强度，F表示滴加不同溶度氯霉素后此纳米荧光探针的荧光发射强度。
氯霉素检测 二篇：
海绵状金纳米粒子/石墨相氮化碳复合材料电化学传感器用于氯霉素检测
第一、技术领域
本公开属于复合纳米材料应用领域，具体涉及一种海绵状Au/g-C3N4复合材料及其制备方法与应用。
第二、背景技术
这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
氯霉素是一种具有抑制细菌生长作用的广谱抗生素。作为一种有效的抗菌药物，其具有较低的成本，能够对大肠埃希菌和沙门菌等革兰阴性菌有较强的抑制作用，因此被广泛应用在养殖业。氯霉素由于对人类的健康具有较强的毒性作用，包括中国在内的许多国家已经禁止将氯霉素应用食品生产动物。目前用于氯霉素及其衍生物检测的方法有很多，如色谱法，毛细管区带电泳，酶联免疫法和化学发光法等。但其仪器较为昂贵，且样品处理繁琐耗时较长。为此，低成本、高灵敏度及检测快捷的电化学方法被开发出来，用于检测氯霉素，具有良好的检测效果。
金纳米粒子是一种具有高催化活性的纳米材料，对于许多电化学反应具有良好的促进作用，但其由于粒径较小，容易发生聚沉，因此，如何促使其分散均匀是一个亟待解决的问题。近年来，石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种典型的二维材料而被广泛应用于电催化、光电检测等领域。g-C3N4具有类石墨相的电子结构，但相较于石墨烯而言，含有更加丰富的N元素，通过热聚合反应生成的g-C3N4表面含有较多的Lewis碱位点，因此更容易通过氢键键合作用构建电化学传感器。
第三、发明内容
针对现有技术，本公开主要涉及一种海绵状Au/g-C3N4复合材料及其制备方法与应用。
首先，在本公开的一个或一些实施方式中，提供一种海绵状Au/g-C3N4复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
g-C3N4的制备：以二氰二胺、尿素或三聚氰胺为原料，在惰性气体的气氛下进行一次煅烧得到g-C3N4固体；然后在空气中进行二次煅烧得到羧基修饰的g-C3N4固体；
海绵状Au/g-C3N4复合材料的制备：
将所述羧基修饰的g-C3N4固体分散至甲醇中，并与氯金酸水溶液混合，超声处理，超声结束后进行加热回流处理，回流结束后，分离、洗涤和干燥，得到海绵状Au/g-C3N4复合材料。
其次，在本公开的又一个或一些实施方式中，提供采用上述方法制备得到的海绵状Au/g-C3N4复合材料。
以及，在本公开的又一个或一些实施方式中，提供一种电化学传感器及其制备方法，该电化学传感器包括基底电极，以及，
上述海绵状Au/g-C3N4复合材料，该复合材料附着在所述基底电极上。
再次，在本公开的又一个或一些实施方式中，提供所述海绵状Au/g-C3N4复合材料或所述电化学传感器在检测氯霉素中的应用。
最后，在本公开的又一个或一些实施方式中，提供了一种检测氯霉素的方法，该方法包括采用所述海绵状Au/g-C3N4复合材料或所述电化学传感器进行检测的步骤。
本公开中的一个技术方案具有如下有益效果：
(1)本公开中的Au/g-C3N4复合材料呈现为蓬松的海绵状结构，同时镶嵌有金纳米颗粒，这是由于其在g-C3N4在有机溶剂的作用下发生自组装，未剥离出块状基体的片层结构卷曲形成海绵状结构。
(2)随着氯霉素的广泛使用，准确、快速检测氯霉素成为一个重大的挑战。在本公开中，我们设计制备了一种新型的海绵状Au/g-C3N4复合材料电化学传感器。金纳米颗粒具有优异的电催化性能，通过与石墨相氮化碳共同回流得到海绵状的复合材料，其导电性得到明显的改善，同时对氯霉素的电化学行为具有良好的促进作用。通过电化学表征发现，海绵状金/氮化碳复合材料对氯霉素具有优异的催化性能，其具有较宽的检测范围，有望应用于食品中氯霉素残留的检测。
附图说明
构成本公开一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为Au/g-C3N4复合材料的合成示意图。
图2为海绵状Au/g-C3N4复合材料的透射电镜图像。
图3为裸电极(a)、Au(b)、g-C3N4(c)、Au/g-C3N4(d)修饰电极在氯霉素浓度为2.5mM的PBS缓冲溶液(pH＝7.00)中的CV曲线，其扫速为100mV/s。
图4为海绵状Au/g-C3N4修饰电极在不同氯霉素浓度的PBS缓冲溶液(pH＝7.00)中的SWV曲线(A)及浓度与峰电流之间的线性关系曲线(B)。
第四、具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属第一、技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述第四、具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
正如第二、背景技术所介绍的，现有技术中氯霉素的检测方法存在一定的不足，为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种在本公开的一个或一些实施方式中，提供一种海绵状Au/g-C3N4复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
g-C3N4的制备：以二氰二胺、尿素或三聚氰胺为原料，在惰性气体的气氛下进行一次煅烧得到g-C3N4固体；然后在空气中进行二次煅烧得到羧基修饰的g-C3N4固体；
海绵状Au/g-C3N4复合材料的制备：
将所述羧基修饰的g-C3N4固体分散至甲醇中，并与氯金酸水溶液混合，超声处理，超声结束后进行加热回流处理，回流结束后，分离、洗涤和干燥，得到海绵状Au/g-C3N4复合材料。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，为了使g-C3N4固体的产率较高，所述原料为三聚氰胺。
在本公开中，为了高效率生成g-C3N4固体采用二次煅烧方法，若是在空气中直接煅烧三聚氰胺，部分三聚氰胺会被被空气中的氧氧化生成CO2。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，所述惰性气体为氩气。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，为得到表面积较大的g-C3N4固体，所述一次煅烧或二次煅烧中，煅烧温度为500～600℃，升温速率为2.5～3.5℃/min。
进一步的，所述煅烧温度为550℃，升温速率为3℃/min。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，所述一次煅烧中，煅烧时间为4.5～5.5h。
进一步的，所述煅烧时间为5h。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，所述二次煅烧中，煅烧时间为1.5～2.5h。
进一步的，所述煅烧时间为2h。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，一次煅烧后的产物进行研磨成粉末在进行二次煅烧。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，所述羧基修饰的g-C3N4固体为纳米片结构，将g-C3N4纳米片通过回流处理后可以得到蓬松的类似海绵的棒状结构，处理后的g-C3N4具有更大的比表面积，丰富的网络状结构可以使金纳米颗粒在其孔隙中均匀负载，同时也可以更好的固定贵金属纳米颗粒。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，所述羧基修饰的g-C3N4、甲醇和氯金酸的投料质量比例为(8～12)：(2.5～5)：(1～2)，进一步为10：3：1。
所述氯金酸水溶液的浓度为0.8～1.2mg/ml。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，超声时间为0.5～1.5h。
进一步的，所述超声时间为1h。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，回流条件为：70-90℃下回流搅拌45～50h。
进一步的，所述回流搅拌时间为48h。
在本公开中，通过将氯金酸和g-C3N4纳米片共同回流的方式得到海绵状复合材料Au/g-C3N4。Au纳米颗粒可以作为插层金属进入海绵状的g-C3N4材料内部，防止其发生堆叠；其次，海绵状的g-C3N4材料可以促进Au纳米颗粒的均匀负载，节约贵金属的使用量，同时能够有效地降低贵金属的粒径，增加其比表面积；同时，海绵状的g-C3N4材料疏松多孔道，能够吸附更多的生物小分子，更有利于生物分子电化学反应的进行。将其用于氯霉素的电化学检测，结果表明，复合材料对于氯霉素具有优异的催化性能。
在本公开中，合成金纳米颗粒无需加入其他的还原剂，而利用加热回流的方法使氮化碳在卷曲的过程中产生的作用力诱导氯金酸还原成金纳米颗粒，其次金纳米颗粒可以作为插层金属，进入氮化碳层间，使材料形成三维结构，有效的增加了复合材料的表面积。
在本公开的又一个或一些实施方式中，提供采用上述方法制备得到的海绵状Au/g-C3N4复合材料。
本公开中的海绵状结构形态为：由块状结构剥离，但并未形成片状结构。
该复合材料中金纳米粒子的负载量为：100mg的g-C3N4上负载的纳米金的总质量为7-12-mg。
在本公开的又一个或一些实施方式中，供一种电化学传感器，包括基底电极，以及，
上述海绵状Au/g-C3N4复合材料，该复合材料附着在所述基底电极上。
在本公开的一个或一些具体的实施方式中，所述基底电极为玻碳电极。
在本公开的一个或一些实施方式中，所述电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：
首先，将所述海绵状Au/g-C3N4复合材料采用水进行洗涤，然后干燥，再用水将其分散成浓度为1～5mg/ml的分散液；其次，将基底电极先用铝粉进行打磨，分别采用乙醇和水进行超声清洗，用氮气吹干后，取4～8μL所述分散液滴涂到基底电极上，制备Au/g-C3N4修饰电极，即为电化学传感器。
进一步的，首先，将得到的复合材料用二次水洗涤之后，在真空干燥箱中烘干，用二次水分散成浓度为1mg/ml的分散液：其次，将基底电极先用铝粉进行打磨，分别采用乙醇和二次水进行超声清洗，用氮气吹干后，取6μL上述分散液滴涂到基底电极上，制备Au/g-C3N4修饰电极，即为电化学传感器。
在本公开的又一个或一些实施方式中，提供所述海绵状Au/g-C3N4复合材料或电化学传感器在检测氯霉素中的应用。
在本公开的又一个或一些实施方式中，提供了一种检测氯霉素的方法，该方法包括采用所述海绵状Au/g-C3N4复合材料或所述电化学传感器进行检测的步骤。
在本公开一个或一些具体的实施方式中，所述检测氯霉素的方法具体包括以下步骤：
标准溶液的配制：配制一组不同浓度的氯霉素标准溶液；
工作曲线绘制：将电化学传感器置于所述不同浓度的氯霉素标准溶液中进行方波伏安测试，得到不同浓度的氯霉素标准溶液的响应峰电流，再根据氯霉素标准溶液的浓度以及响应峰电流，绘制线性关系曲线；
样品的检测：将海绵状Au/g-C3N4复合材料修饰的电极电化学传感器置于待测样品中进行方波伏安测试，得到该待测样品的响应峰电流，再根据所述线性关系曲线，得到待测样品中氯霉素的浓度。
进一步的，所述线性方程为I＝0.0112CCAP+6.2318，R2＝0.998，其中，CCAP为氯霉素的浓度。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。
实施例1
Au/g-C3N4复合材料的合成示意图如图1所示:
(1)g-C3N4的制备：
称取5g三聚氰胺，在氩气的气氛中，以3℃/min的升温速率加热至550℃，并保持5小时。结束后，使其自然冷却至室温取出，得到浅黄色的块状g-C3N4固体。将上述得到的g-C3N4固体放于研钵中研磨成粉末，在空气中以3℃/min的升温速率加热至550℃并保持2小时，待自然冷却至室温后取出，得到羧基修饰的g-C3N4，呈深黄色。
(2)海绵状复合材料Au/g-C3N4的制备：
将上述得到的固体分散在甲醇中，加入1ml(1mg/ml)的氯金酸水溶液，超声约1小时，使氯金酸水溶液均匀的吸附到载体上。超声结束后，将体系转移至三口烧瓶中，在80℃下回流搅拌48小时，回流结束后，离心洗涤，并于90℃下真空过夜，得到淡紫黄色的固体粉末(金为淡紫)，将其分散在水溶液中，备用。
其中，图2为海绵状Au/g-C3N4复合材料的透射电镜图。从图中我们可以看到，Au/g-C3N4复合材料呈现为蓬松的海绵状结构，同时镶嵌有金纳米颗粒，这是由于其在g-C3N4在有机溶剂的作用下发生自组装，片层结构卷曲形成海绵状结构，对于Au NPs的形成，其机理是：Au(III)离子通过部分取代Cl-配体被吸附在具有负电荷的g-C3N4表面，并充当AuNPs的成核中心，其中，g-C3N4表面的官能团和AuCl4-之间发生了氧化还原反应，从而在g-C3N4表面生成AuNPs。
(3)电化学测试：
将玻碳电极先用直径为0.3微米的铝粉打磨约3分钟后，再用直径为0.05微米的铝粉打磨5分钟。然后，分别先用乙醇和二次水进行超声清洗，用氮气吹干后，制备g-C3N4修饰电极和Au/g-C3N4修饰电极对氯霉素进行循环伏安测试。制备Au/g-C3N4修饰电极对氯霉素进行方波伏安测试。
图3为不同材料修饰的电极在0.1M的PBS缓冲溶液(pH＝7.00)中测得的CV曲线，其氯霉素浓度为2.5mM。通过曲线可以看出，与裸电极相比，纯的金纳米颗粒的曲线的峰电流之差更小，说明金纳米颗粒对于氯霉素具有良好的催化作用。而对于g-C3N4可以看到虽然其峰电流之差没有明显的变化，但其对于氯霉素的电化学响应更高。对于Au/g-C3N4复合材料，可以明显的看出不论是其峰电流之差还是其对氯霉素的电化学响应都具有明显的提高，说明复合材料修饰的电极对于氯霉素的电化学行为具有更好的促进作用。
图4显示了氯霉素浓度与峰电流之间的关系。图4A为Au/g-C3N4修饰电极在不同氯霉素浓度的PBS缓冲溶液(pH＝7.00)中测得的SWV曲线，由图可以看出，随着氯霉素浓度的增加，峰电流逐渐升高。图4B是根据图4A中峰电流与浓度的关系得出的线性曲线，由图可知，氯霉素的浓度在1μM～100μM的范围内呈线性，其线性方程为：I＝0.0112cCAP+6.2318，R2＝0.998。
实验例
以实施例1中合成的g-C3N4和HAuCl4为起始原料，称取1.5g的g-C3N4，加去离子水100mL；在搅拌的条件下，向上述溶液中逐滴加入1mg/ml HAuCl4，继续搅拌30分钟。加入柠檬酸三钠溶液，直到反应完全。然后将反应混合物溶液分离后，用去离子水洗涤5次，在90℃条件下干燥10小时得到片状的Au/g-C3N4产物。在氯霉素浓度为1mM的PBS缓冲溶液(pH＝7.0)中的检测效果与实施例1中制备的复合材料相比，其用于定量的不可逆还原峰的峰电流差值降低40μA左右，两者差异显著。
实施例2Au/g-C3N4复合材料的制备
(1)g-C3N4的制备：
称取5g三聚氰胺，在氩气的气氛中，以3.5℃/min的升温速率加热至580℃，并保持5.5小时。结束后，使其自然冷却至室温取出，得到浅黄色的块状g-C3N4固体。将上述得到的g-C3N4固体放于研钵中研磨成粉末，在空气中以3.5℃/min的升温速率加热至580℃并保持2.5小时，待自然冷却至室温后取出，得到羧基修饰的g-C3N4，呈深黄色。
(2)海绵状复合材料Au/g-C3N4的制备：
将上述得到的固体分散在甲醇中，加入1ml(1.2mg/ml)的氯金酸水溶液，超声约1小时，使氯金酸水溶液均匀的吸附到载体上。超声结束后，将体系转移至三口烧瓶中，在90℃下回流搅拌48小时，回流结束后，离心洗涤，并于90℃下真空过夜，得到淡紫黄色的固体粉末(金为淡紫)，即为Au/g-C3N4复合材料。
实施例3Au/g-C3N4复合材料的制备
(1)g-C3N4的制备：
称取5g三聚氰胺，在氩气的气氛中，以2.5℃/min的升温速率加热至530℃，并保持4.5小时。结束后，使其自然冷却至室温取出，得到浅黄色的块状g-C3N4固体。将上述得到的g-C3N4固体放于研钵中研磨成粉末，在空气中以2.5℃/min的升温速率加热至530℃并保持1.5小时，待自然冷却至室温后取出，得到羧基修饰的g-C3N4，呈深黄色。
(2)海绵状复合材料Au/g-C3N4的制备：
将上述得到的固体分散在甲醇中，加入1ml(1mg/ml)的氯金酸水溶液，超声约1小时，使氯金酸水溶液均匀的吸附到载体上。超声结束后，将体系转移至三口烧瓶中，在70℃下回流搅拌50小时，回流结束后，离心洗涤，并于90℃下真空过夜，得到淡紫黄色的固体粉末(金为淡紫)，将其分散在水溶液中，备用。
上述实施例为本公开较佳的实施方式，但本公开的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本公开的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本公开的保护范围之内。
氯霉素检测 三篇：
一种基于金属有机骨架化合物模拟酶催化特性的水体中氯霉素检测方法
第一、技术领域
本发明属于环境分析检测第一、技术领域，具体涉及一种检测水体中氯霉素的紫外分光光度法。
第二、背景技术
氯霉素（chloramphenicol，CAP）是一种广谱抗生素，是世界上首种完全由合成方法大量制造的抗生素，对革兰氏阳性、阴性菌均有抑制作用，是畜禽疾病防治的常用药。但因其严重的毒副作用（如抑制造血机能，引起不可逆转的再生障碍性贫血），使通过生活污水、养殖废水、农业粪肥灌溉径流等不同途径排放入水体中的氯霉素成为危害微生物、动植物，破坏生态系统平衡，甚至威胁人类健康的污染物。在我国，黄浦江、珠江、渤海湾、维多利亚湾等流域都曾经检测出氯霉素残留。鉴于抗生素严重的毒副作用，简便、快速、特异性的水环境中氯霉素测定方法变得尤为重要。
水体中氯霉素现有的测定方法主要有微生物法、色谱分析法、免疫分析法等。如中国专利申请号CN101685066A公开利用鳆发光杆菌定量检测氯霉素的微生物检测法，氯霉素添加浓度为0.1ng/g时，回收率仅为40.34%，误差较大。
色谱法目前主要有气相色谱法和液相色谱法，如广东省地方标准DB44/T568-2008中规定气相色谱法测定水体中的氯霉素，需使用乙酸乙酯、氯化钠、正己烷、丙酮等前处理试剂提取试样中的氯霉素，再用硅烷化试剂（包括六甲基二硅烷、三甲基氯硅烷和吡啶）衍生后，用气相色谱仪进行测定。液相色谱法尤其是液相色谱-质谱联用方法目前被用于水体中氯霉素的测定。如中国专利申请号CN104483427A公开了利用液相色谱-质谱联用法测定水体中氯霉素的方法，该方法虽然具有灵敏度高，检测目标物多的特点，但需要繁琐的样品前处理手段，包括加入螯合剂、固相萃取、真空干燥、洗脱液洗脱、收集洗脱液氮气干燥、有机溶液溶解并加入内标等多个前处理步骤。中国专利申请号CN105699537A公布了基于LC-MS/MS的水环境中多种残留药物的检测方法，该法要经过玻璃纤维过滤、HLB固相萃取、甲醇洗脱、C13标记的磺胺嘧啶内标等多步前处理才能完成测定。色谱法虽具有灵敏度高、可同时测定多种目标物的特点，但采用色谱法测定水体中的氯霉素时，前处理复杂、操作过程较为繁琐，仪器昂贵、检测成本高，限制色谱方法针对野外或现场的快速简便测定的应用。
免疫分析方法操作简便、选择性高，多个基于免疫分析方法的氯霉素检测技术已见报道（李艳艳等.饮用水中抗生素残留检测方法的研究进展[J].化学通报,2016,第3期:213-219; 余权等.水产品中氯霉素的ELISA、GC、HPLC-MS测定方法的比较研究[J].广东化工,2016,第15期:101-103; 刘小云等.水中抗生素污染现状及检测技术研究进展[J].中国卫生检验杂志,2005,第8期:1011-1014.）。但酶联免疫法必须使用自然酶（如辣根过氧化物酶，葡萄糖氧化酶等）和蛋白质（如载体蛋白、牛血清蛋白等），易受到环境和外界因素如温度、pH、光照等影响变性失活，从而严重影响测试结果的准确性。如中国专利申请号CN101685066A公开了一种检测氯霉素的酶联免疫试剂盒，其中包含酶标记抗体、氯霉素抗原、酶标记抗体或抗抗体，试剂盒载体为鼠血清蛋白、甲状腺蛋白、牛血清蛋白等各类蛋白，酶标记物为辣根过氧化物酶。该方法中各类抗体、抗原或酶标记蛋白不仅需要单克隆合成，储存、使用过程均需特定的pH、温度和样品前处理，试剂盒的使用寿命有限。再如中国专利申请号CN103575878A公开了一种用于检测水产品中氯霉素残留的化学发光酶联免疫检测试剂盒。试剂盒中包括氯霉素抗体、载体蛋白、酶标体、包被抗原等多种蛋白质和自然酶，试剂盒需保存在4 ℃下且需锡箔纸真空密封，使用中还需避免光线直射，在孵育过程中需用锡箔纸遮光。何方洋等报道了一种化学发光酶联免疫法测定氯霉素，该方法在常规的酶联免疫（ELISA）基础上，用辣根过氧化物酶标记氯霉素与牛血清白蛋白偶联后免疫小鼠制得单克隆抗体后应用于氯霉素的检测（何方洋等. 氯霉素化学发光酶联免疫检测方法的建立[J].中国兽药杂志,2012,第46期:25-29.）此类方法虽然克服前几类方法前处理复杂、仪器设备价格高体积大、检测时间长的难点，但大量使用蛋白质和自然酶，严重制约了基于酶联免疫方法的氯霉素检测方法，复杂的前处理过程更制约了针对水体中氯霉素的检测应用。
相比于自然酶和蛋白容易受环境因素制约变性失活的缺点，人工模拟酶既有自然酶的高效性又比自然酶在结构和性质上更稳定，在操作过程中不易受到外界环境因素的影响而失去活性或者变质变性。金属有机骨架化合物（Metal-Organic Framework，缩写为MOF）是近年来发展起来的一种由无机金属离子与有机配体通过无限配位方式连接起来的具有无限网络结构的聚合物多孔材料，部分MOF材料具有良好的模拟酶催化性能，其中Fe-MIL-53具有过氧化物酶催化性能，被用于双氧水的检测，具有良好的检测效果（Ai L, Li L, Zhang C, Fu J, Jiang J. MIL-53(Fe): a metal-organic framework with intrinsic peroxidase-like catalytic activity for colorimetric biosensing[J]. Chemistry. 2013, 19(45):15105-8.）。另有研究报道Fe-MIL-88A的过氧化物酶活性并将其应用于凝血酶的检测（Wang Y, Zhu Y, Binyam A, Liu M, Wu Y, Li F. Discovering the Enzyme Mimetic Activity of Metal-Organic Framework (MOF) for Label-free and Colorimetric Sensing of Biomolecules[J]. Biosensors and Bioelectronics.），进一步证实了MOF类材料的模拟酶性质及其在检测分析领域中的应用价值。
本发明就是利用MOF材料具有模拟酶催化性能的特点，并利用氯霉素核酸适体的高选择性，建立了一种灵敏度高、选择性好的水体中氯霉素检测方法。截止目前，利用MOF模拟酶催化性能实现水体中氯霉素检测的方法还未见报道。
第三、发明内容
本发明提供一种基于金属有机骨架化合物模拟酶催化特性的水体中氯霉素检测方法，用于准确可靠、选择性强地实现水体中氯霉素的检测。为实现上述目的，发明利用了金属有机骨架化合物Fe-MIL-53、生物素亲和素、纳米金颗粒和氯霉素核酸适体各物质间的相互作用关系，设计出一种利用紫外分光光度法实现水体中氯霉素的检测方法。
本发明提出的一种基于金属有机骨架化合物模拟酶催化特性的水体中氯霉素检测方法，具体步骤如下：
（１）建立标准样品的校准曲线
（１.１）将氯霉素标准样品与氯霉素纳米金核酸适体在室温下反应1 h，控制氯霉素的含量在0-100 ng/mL；
（１.２）将步骤（1）得到的混合溶液与Fe-MIL-53溶液、醋酸缓冲液、TMB 溶液和H2O2混合反应，40℃反应20分钟；使氯霉素标准样品中的氯霉素与纳米金核酸适体形成稳定的发夹结构包覆在金属有机骨架化合物（Fe-MIL-53）表面；
（１.３）由于Fe-MIL-53被发夹结构包覆后引起3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）在451nm处的紫外吸收峰强度减弱，反应结束后，向步骤（１.２）所得混合液中加入H2SO4，轻微震荡后将显色溶液倒入10mm的比色皿中，用分光光度计在波长451纳米处测定吸光度；
（１.４）以蒸馏水作为空白，溶液的吸光度扣除空白吸光度后的吸光度差值与氯霉素浓度呈线性关系，建立吸光度与氯霉素浓度线性关系回归方程；
（２）对被测水样中氯霉素进行检测
（２.１）将被测水样与氯霉素纳米金核酸适体混合，室温下反应1 h；
（２.２）将步骤（1）得到的混合溶液与Fe-MIL-53溶液、醋酸缓冲液、TMB 溶液和H2O2混合反应；40℃反应20分钟；
（２.３）反应结束后，向步骤（２.２）所得混合液中加入H2SO4，轻微震荡后将显色溶液倒入10mm的比色皿中，用分光光度计在波长451纳米处测定吸光度；将测定值代入步骤（１.５）所得的线性回归方程，可以推算出被测水样中氯霉素的浓度C；
被测水体中氯霉素含量x （单位ng/mL）的计算公式为：
V：被测水样的体积，单位ml；C：从校准曲线上得到的氯霉素的含量。
本发明中，步骤（１.１）中：向1.5mL离心管中加入20 μL氯霉素纳米金核酸适体和50 μL不同浓度计算量的氯霉素标准溶液，控制氯霉素的含量在0-100 ng/mL。
本发明中，步骤（２.１）中：取水体样品VmL（1mL<V<10mL），置于250mL容量瓶中，加入纯水稀释至刻度，摇匀后用0.22μm滤膜过滤，即得待测水样。
本发明中，步骤（１.１）和步骤（２.１）中所述氯霉素纳米金核酸适体的制备方法为：将30μL纳米金溶液和100μL氯霉素核酸适体（1 μM）加入到870μL的磷酸缓冲液中，混合后在室温下反应30 min，得到氯霉素纳米金核酸适体。
本发明中，步骤（１.２）和步骤（２.２）中所述Fe-MIL-53的浓度为0.01mg/mL-0.05mg/mL。
本发明中，步骤（１.２）和步骤（２.２）中所述醋酸缓冲溶液的pH值为2.5-6。
本发明中，步骤（１.２）和步骤（２.２）中所述TMB溶液的浓度为10 mmol/L。
本发明中，步骤（１.２）和步骤（２.２）中所述H2O2溶液浓度为0-400mmol/L。
步骤（１.１）和步骤（２.１）中，所述能够对氯霉素特异性识别的核酸适体序列具有如CAPA所示的核苷酸序列，CAPA=5'-ACT TCA GTG AGT TGT CCC ACG GTC GGC GAG TCG GTG GTAG-biotin-3'。由上海生工生物工程公司合成。
步骤（１.１）和步骤（２.１）中，所述纳米金核酸适体是通过生物素-亲和素方法将CAPA序列与纳米金颗粒链接，制备方法为将30μL0.05%亲和素纳米金溶液和100μL生物素氯霉素核酸适体溶液（1μM）加入到870μL磷酸缓冲溶液中，混合后在室温下反应30 min，得到1mL氯霉素纳米金核酸适体溶液。所述亲和素纳米金溶液购于上海西格玛试剂公司。
步骤（２.１）中，所述待测水样是取实际水体样品VmL（1mL<V<10mL，视具体待测样品决定样品体积），置于250mL容量瓶中，加入纯水稀释至刻度，摇匀后用0.22μm滤膜过滤，即得待测水样。
步骤（２.２）和步骤（２.２）中，所述磷酸缓冲液是将93.2mg氯化钾、1.46g氯化钠和47.6mg氯化镁标准品于250mL容量瓶中，加入超纯水稀释至刻度配置得到的。
步骤（１.２）和步骤（２.２）中，所述Fe-MIL-53为一种金属有机骨架化合物的水溶液，浓度为0.01mg/mL-0.05mg/mL之间，制备过程为：将0.17g对苯二甲酸和0.27gFeCl3∙6H2O加入到5mL二甲基甲酰胺溶液中，室温下搅拌10 min转移至反应釜中加热至150ºC反应6 h；反应结束后离心得到黄色反应产物，干燥后即得到Fe-MIL-53粉末0.16g。称取适量该粉末溶于10mL超纯水中形成浓度为0.01mg/mL-0.05mg/mL的Fe-MIL-53溶液。所述超纯水是指用Milli-Q超纯水仪制备的电导率为18.2 MΩ•cm-1的纯水。所述Fe-MIL-88A溶液的储存温度为常温储存。
步骤（１.２）和步骤（２.２）中，所述醋酸缓冲溶液是称取醋酸钠5.1g，加冰醋酸22ml，超纯水溶解均匀并定容至250mL，得pH为3醋酸钠缓冲溶液，利用适量碱液可调节醋酸缓冲溶液的pH在2.5-6之间。
步骤（１.２）和步骤（２.２）中，所述TMB溶液的浓度为10 mmol/L，制备方法为将TMB标准物质120mg用乙醇溶液溶解并定容至50mL，混合均匀后得到。
步骤（１.２）和步骤（２.２）中，所述H2O2溶液浓度为0-400mmol/L，制备方法为将30%的H2O2母液适量用超纯水稀释并定容至250mL，得0-400mmol/L的H2O2溶液。
本发明中的水体中氯霉素的定量检测方法，是将标记了纳米金颗粒的氯霉素核酸适体添加到待测水样中，水样中的氯霉素分子与氯霉素核酸适体特异性结合，形成发夹结构后，包覆在金属有机骨架化合物Fe-MIL-53表面，阻碍了Fe-MIL-53对TMB的催化显色反应，表现为TMB在451nm处的紫外吸收峰强度减弱，根据检测信号相对强度与氯霉素浓度的一一对应关系，测得氯霉素溶液的浓度，实现对水体中氯霉素的定量检测。
工作原理是：在了Fe-MIL-53、TMB、H2O2以及其他检测条件一定的情况下，TMB在451nm处的紫外吸收峰强度与水体中氯霉素的浓度成正相关，在此基础上实现了定量检测。
如上所述，本发明所述的一种基于金属有机骨架化合物模拟酶催化特性的水体中氯霉素检测方法，操作简单，标记纳米金颗粒的核酸适体溶液和其他反应溶液都可以提前准备好，操作时只需将待测样品与各类检测液依次混合反应即可，反应结束后可以马上进行检测，这可以满足环境监测部门的要求，具有广泛的实用性。本发明提供的检测方法检测范围为50-200 nmol/L（16.2-64.6 ng/mL），检测限为25 nmol/L（8.1 ng/mL）。利用不同抗生素作为干扰物质，表明本方法对于水体中的氯霉素具有高效选择性，利用自来水中氯霉素加标回收实验，测定氯霉素的回收率在104%至108%之间，相对标准偏差在3%至5%之间。
附图说明
图1是利用不同氯霉素浓度标准样品进行检测的吸收光谱图；
图2是利用不同氯霉素浓度标准样品进行检测的校准曲线；
图3是根据本发明一个实施例的特异性检测氯霉素分析图。
第四、具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。应当理解，本文所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。下面实施例中，未注明具体条件和环境的实验方法，通常按照常规条件，或制造厂商所建议的条件。
实施例1
本实施例提供一种基于金属有机骨架化合物模拟酶催化特性的水体中氯霉素检测方法，包括如下步骤：
（1）将30μL纳米金溶液和100μL氯霉素核酸适体（1 μM）加入到870μL的磷酸缓冲液中，混合后在室温下反应30 min，得到氯霉素纳米金核酸适体。
（2）配置一组具有系列浓度梯度的样品液，该标准溶液的浓度范围为0-100 ng/mL，其中0ng/mL的样品液为对照组。
（3）将20μL氯霉素纳米金核酸适体和50μL不同浓度的氯霉素标准溶液在室温下反应1 h。
（4）反应结束后，向上述混合液中加入10μL Fe-MIL-88A（0.4 mg/L），760 μL醋酸缓冲液（pH 3.0），100 μL TMB 溶液（10 mM，乙醇为溶剂）和10 μL H2O2（10 mM），40℃反应20分钟。
（5）反应结束后加入50 μL H2SO4（2M）后利用UV-1700紫外吸收分光光度计测定吸收光谱。
信号采集完毕后通过origin软件对数据进行处理，得到清晰直观的紫外光谱图，参见图1。进一步的，根据氯霉素浓度和紫外信号强度的对应关系，绘制两者之间一一对应的校准曲线，同时建立相应的线性方程为Y=0.00168X-0.02523，其中Y为不同氯霉素浓度时紫外吸光度值（a.u.），X为相应氯霉素浓度（nM），R2=0.995，参见图2。
实施例2
取自来水作为待测水体，采用标准加入法向自来水中加入氯霉素标准溶液并配制成不同浓度的含有氯霉素的自来水样品。每一组加标实验都重复6组平行实验，表1中的最终数据是6组平行实验的平均值。结果表明，氯霉素的回收率在104%至108%之间，相对标准偏差在3%至5%之间。本发明方法准确性和重复性较好，可以满足定量测试需要。
表1 实施例2的氯霉素样品回收率
实施例3
取某养殖场废水，操作方法与实施例1相同，平行实验次数为5次后代入实施例1中的校准曲线方程，测得该实际水体中氯霉素的浓度为25.63 ng/mL。采用辽宁省地方标准DB21/T2410-2015《养殖水体中氯霉素残留量的测定高效液相色谱串联质谱法》对该样品进行测试，测得结果为25.37ng/mL。实施例证明本方法用于环境水样中氯霉素残留的定量分析检测可行且效果理想。
实施例4
为了证明该方法对于氯霉素检测的高选择性，分别选用不同种类常见抗生素进行对照试验，包括：阿莫西林，氨苄西林，磺胺二甲嘧啶，卡那霉素B，氧四环素，四环素。其中，氯霉素的浓度为32.6 ng/mL。进一步的，为了验证本发明的高选择性，其他种类抗生素浓度均大幅高于氯霉素浓度，即阿莫西林为83ng/mL，氨苄西林为75ng/mL，磺胺二甲嘧啶为139ng/mL，卡那霉素B为92 ng/mL，氧四环素为80ng/mL，四环素为122ng/mL。从附图3可以看出，本发明提出的检测方法仅对氯霉素检测时吸光度降低率显著增大；而对其他6种抗生素检测时，其吸光度降低率相比于氯霉素检测没有明显变化。其中，吸光地降低率的计算方法为(A0-AM)/A0，A0为不加样品时的吸光度，Am为加入某样品时其对应的吸光度。实验结果表明本发明提出的水体氯霉素检测方法具有良好的抗干扰性能，具有针对氯霉素的高选择特性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属第一、技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
氯霉素检测 四篇：
“鳄鱼皮状”荧光纳米纤维对苦味酸的检测方法
第一、技术领域
本发明涉及到爆炸物的检测技术与静电纺丝第一、技术领域，尤其涉及到“鳄鱼皮状”荧光纳米纤维对苦味酸的检测方法。
第二、背景技术
2,4,6-三硝基苯酚(俗称苦味酸，picricacid，PA)是一种重要的有机化工原料，被广泛用于皮革、制药、黄色染料和防腐剂生产等(NiuQ,GaoK,LinZ,etal.Amine-cappedcarbondotsasananosensorforsensitiveandselectivedetectionofpicricacidinaqueoussolutionviaelectrostaticinteraction[J].AnalyticalMethods,2013,5(21):6228-6233.)。但与此同时，苦味酸也是一种常见的爆炸物和典型的污染物，具有突出的公共安全威胁性和生态破坏性，也是潜在的致癌物质(KumarS,VenkatramaiahN,PatilS.FluorantheneBasedDerivativesforDetectionofTraceExplosiveNitroaromatics[J].JournalofPhysicalChemistryC,2013,117(14):7236-7245.)。因此，研究痕量苦味酸的检测方法，对预防恐怖犯罪和环境污染监测等至关重要。
在目前的爆炸物检测方法中，荧光化学传感器因其具有较高的灵敏度和检测的简便性得到广泛关注。然而，研制一种高效的荧光化学传感器用于如PA、2,4-二硝基甲苯(DNT)和2,4,6-三硝基甲苯(TNT)等爆炸物的检测仍然是一个挑战。近年来，将一维纳米纤维作为传感器用于爆炸物的检测报道相对较少。因此，利用纤维的独特性质研发新颖材料在科学界和工业界意义重大。(SunX,LiuY,ShawG,etal.FundamentalStudyofElectrospunPyrene-PolyethersulfoneNanofibersUsingMixedSolventsforSensitiveandSelectiveExplosivesDetectioninAqueousSolution[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2015,7(24):13189-13197.)
采用静电纺丝制备直径为几十纳米到微米量级的纳米纤维材料，是一种非常简便而有效的方法(XingC,GuanJ,LiY,etal.EffectofaRoom-TemperatureIonicLiquidontheStructureandPropertiesofElectrospunPoly(vinylidenefluoride)Nanofibers[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2014,6(6):4447-4457.)。静电纺丝通过对黏性溶液施加高电压，从而连续产生大量的纳米纤维(ParkSM,KimDS.Electrolyte-AssistedElectrospinningforaSelf-Assembled,Free-StandingNanofiberMembraneonaCurvedSurface[J].AdvancedMaterials,2015,27(10):1682-+)。所得到的纳米纤维因具有可控形貌，比表面积大(约1至100m2.g-1)以及多孔结构等众多优点，而被广泛应用于组织工程(TrincaRB,AbrahamGA,FelisbertiMI.ElectrospunnanofibrousscaffoldsofsegmentedpolyurethanesbasedonPEG,PLLAandPTMCblocks:Physico-chemicalpropertiesandmorphology[J].Materialsscience&engineering.C,Materialsforbiologicalapplications,2015,56:511-7.)，过滤(LiuB,ZhangS,WangX,etal.Efficientandreusablepolyamide-56nanofiber/netsmembranewithbimodalstructuresforairfiltration[J].Journalofcolloidandinterfacescience,2015,457:203-11)，电子器件(ZhuH,DuM,ZhangM,etal.Thedesignandconstructionof3Drose-petal-shapedMoS2hierarchicalnanostructureswithstructure-sensitiveproperties[J].JournalofMaterialsChemistryA,2014,2(21):7680-7685.)，催化剂载体(GhouriZK,BarakatNAM,ObaidM,etal.Co/CeO2-decoratedcarbonnanofibersaseffectivenon-preciouselectro-catalystforfuelcellsapplicationinalkalinemedium[J].CeramicsInternational,2015,41(2):2271-2278.)，增强复合材料(TianM,WangYN,WangR.Synthesisandcharacterizationofnovelhigh-performancethinfilmnanocomposite(TFN)FOmembraneswithnanofibroussubstratereinforcedbyfunctionalizedcarbonnanotubes[J].Desalination,2015,370:79-86.)和传感器件(WangL,DengJ,LouZ,etal.Cross-linkedp-typeCo3O4octahedralnanoparticlesin1Dn-typeTiO2nanofibersforhigh-performancesensingdevices[J].JournalofMaterialsChemistryA,2014,2(26):10022-10028.)等方面。由于荧光传感器的高灵敏度和快速响应，电纺纳米纤维材料在荧光传感方面已发展为具有良好前景的纳米材料。目前，已报道了几种电纺纤维膜的化学传感器用于在水相中一些分析物的检测，主要包括金属离子(MinM,WangX,ChenY,etal.HighlysensitiveandselectiveCu2+sensorbasedonelectrospunrhodaminedyedopedpoly(ethersulfones)nanofibers[J].SensorsandActuatorsB-Chemical,2013,188:365-371.)，亚硝酸盐(DingY,WangY,LiB,etal.Electrospunhemoglobinmicrobeltsbasedbiosensorforsensitivedetectionofhydrogenperoxideandnitrite[J].Biosensors&Bioelectronics,2010,25(9):2009-2015.)，挥发性气体(LiangX,KimTH,YoonJW,etal.UltrasensitiveandultraselectivedetectionofH2SusingelectrospunCuO-loadedIn2O3nanofibersensorsassistedbypulseheating[J].SensorsandActuatorsB-Chemical,2015,209:934-942.)等。然而，这些薄膜一般是通过覆盖，染料掺杂，或通过其它物理方法进行制备，而这些制备法都存在的各种问题，如荧光团的聚集而导致荧光猝灭，荧光泄漏，以及内层分析物扩散等(LongY,ChenH,YangY,etal.ElectrospunnanofibrousfilmdopedwithaconjugatedpolymerforDNTfluorescencesensor[J].Macromolecules,2009,42(17):6501-6509.)。一种更为直接、简单的方法是对聚合物纳米纤维的表面进行修饰，这种处理法不会影响纳米纤维的整体性质。表面修饰的方法在很大程度上取决于形成纤维聚合物的性质，到目前为止，表面修饰法主要有等离子体处理法(PadilVT,NguyenNHA,RozekZ,etal.Synthesis,fabricationandantibacterialpropertiesofaplasmamodifiedelectrospunmembraneconsistingofgumKondagogu,dodecenylsuccinicanhydrideandpoly(vinylalcohol)[J].Surface&CoatingsTechnology,2015,271:32-38.)，物理吸附法(PoliniA,PagliaraS,StabileR,etal.Collagen-functionalisedelectrospunpolymerfibersforbioengineeringapplications[J].SoftMatter,2010,6(8):1668-1674.)，自组装法(DuanG,JiangS,JeromeV,etal.Ultralight,SoftPolymerSpongesbySelf-AssemblyofShortElectrospunFibersinColloidalDispersions[J].AdvancedFunctionalMaterials,2015,25(19):2850-2856.)以及共价嫁接法(MangeonC,Mahouche-CherguiS,VersaceDL,etal.Poly(3-hydroxyalkanoate)-graftedcarbonnanotubenanofillersasreinforcingagentforPHAs-basedelectrospunmats[J].Reactive&FunctionalPolymers,2015,89:18-23.)等。
本发明通过充分利用静电纺丝技术的简便性和具有聚集诱导发光效应(aggregation-inducedemission,AIE)小分子荧光探针(TPE-2pTPA，结构如图1所示)的简单掺杂，研制一种便携式“鳄鱼皮状”的纳米纤维膜传感器，并提出了一种更简单、更方便的新颖表面修饰方法。这种纤维表面修饰法是利用P(VDF-HFP)(poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene))溶液与TPE-2pTPA溶液中溶剂挥发性的不同，将有机荧光分子以“颗粒”形式连接到纳米纤维的表面(如图2所示)，从而形成一种“鳄鱼皮状”的纳米纤维，使这些“颗粒”有机荧光分子通过纳米纤维可以合理地进入检测系统，并且表面性质变化最小。此外，这种方法可避免上述问题。这种“鳄鱼皮状”荧光纳米纤维传感器对水溶液中苦味酸(PA)的检测表现出高荧光灵敏度和非常短的响应时间，这在文献中从未有报道过。这种表面修饰技术用于研发高性能传感材料对水溶液中爆炸物的检测具有巨大的潜在实用价值。
第三、发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种“鳄鱼皮状”四芳基乙烯类荧光纳米纤维对水相中爆炸物的高灵敏检测方法，其采用技术方案如下：
“鳄鱼皮状”荧光纳米纤维对苦味酸的检测方法，其步骤如下：
步骤一：配制P(VDF-HFP)溶液和TPE-2pTPA的氯仿溶液，然后将两者混合配制TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液；
步骤二：将TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液在冰箱中的低温环境下放置七天；
步骤三：将处理后的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液进行静电纺丝，制备具有“鳄鱼皮状”的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜；
步骤四：向“鳄鱼皮状”的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜中逐渐滴加不同浓度PA溶液进行检测。
步骤一中配制P(VDF-HFP)溶液的方法如下：
丙酮和N,N-二甲基乙酰胺按体积比为7:3的比例混合，得到混合溶剂，再将P(VDF-HFP)与混合溶剂以13:87的质量比混合，在50℃下搅拌溶解12h(小时)得到P(VDF-HFP)溶液。
步骤一中配制TPE-2pTPA氯仿溶液的方法如下：
用0.2g的TPE-2pTPA溶于1mL的氯仿溶液，得到TPE-2pTPAl的近饱和溶液。
步骤一中TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液的质量分数为5％，即TPE-2pTPA与P(VDF-HFP)质量比为5:95。
步骤二静电纺丝过程中电压为15kV，注射器的推进速度为0.002mm/s，接收装置为29.2cm×29.2cm的不锈钢接收板并在上面附一块2.5cm×7.5cm的载玻片。
本发明操作简便、成本低廉、灵敏度高、响应速度快，还具有安全无毒、对环境无污染以及经济适用等独特优点。
附图说明
图1TPE-2pTPA的结构。
图2“鳄鱼皮状”TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜SEM图。
图3“鳄鱼皮状”四芳基乙烯类纳米纤维膜在不同浓度PA溶液下的荧光发射光谱。
图4“鳄鱼皮状”TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜在不同浓度PA溶液下的猝灭效率。
第四、具体实施方式：
本发明通过简单的掺杂方法，将具有聚集诱导发光效应(aggregation-inducedemission,AIE)的TPE衍生物(TPE-2pTPA，结构如图1所示)作为小分子荧光探针掺杂到P(VDF-HFP)(poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene))中，利用两种溶液中溶剂挥发性不同的特点，采用静电纺丝技术将TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液制成新型“鳄鱼皮状”荧光纳米纤维膜传感器，从而提出了一种更简单、更方便的新颖表面修饰方法。该传感器将有机荧光分子以“颗粒”形式连接到纳米纤维的表面，从而形成一种“鳄鱼皮状”的纳米纤维，使这些“颗粒”有机荧光分子通过纳米纤维可以合理地进入检测系统，并且表面性质变化最小。此外，这种方法可有效避免传统制备法存在的各种问题，如荧光团的聚集而导致荧光自猝灭，荧光泄漏，以及内层分析物扩散等。这种表面修饰技术用于研发高性能传感材料对水溶液中爆炸物的检测具有巨大的潜在实用价值。
所得到的“鳄鱼皮状”荧光纳米纤维膜用扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope，SEM)对其形貌进行观测(如图2所示)。用荧光光谱仪对该纤维薄膜的光学性能进行表征，研究了荧光纳米纤维薄膜传感器对PA的传感性能。图3给出了荧光纳米纤维薄膜随猝灭剂PA分子浓度变化的荧光发射光谱图。可以看到随着PA浓度的增加，纳米纤维薄膜的荧光强度逐渐下降，且得出PA的检出限为1.0×10-8g/mL，且此时猝灭效率高达48.60％(如图4所示)。
下面进一步阐述第四、具体实施方式：
步骤一：配制P(VDF-HFP)溶液和TPE-2pTPA的氯仿溶液，然后将两者混合配制TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液；
丙酮(Acetone，Act)和N,N-二甲基乙酰胺(Dimethylacetamide，DMAC)按体积比为7:3的比例混合，得到混合溶剂，再将P(VDF-HFP)与混合溶剂以13:87的质量比混合，在50℃下搅拌溶解12h(小时)得到P(VDF-HFP)溶液；
用0.2g的TPE-2pTPA溶于1mL的氯仿溶液，得到TPE-2pTPA的近饱和溶液；
将两种溶液按不同的质量比配制5％、10％、15％以及20％等一系列不同质量分数的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液，配制质量分数5％的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液时，TPE-2pTPA与P(VDF-HFP)质量比为5:95，配制质量分数10％的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液时，TPE-2pTPA与P(VDF-HFP)质量比为1:9，以此类推。本发明选择质量分数为5％的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液，其中TPE-2pTPA与P(VDF-HFP)质量比为5:95。
步骤二：将TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液在冰箱中的低温环境下放置七天。
将配制好的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液转移到棕色小玻璃瓶中并盖严，将其放于冷藏冰箱内七天。
步骤三：将处理后的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液进行静电纺丝，制备具有“鳄鱼皮状”的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜；
对经过处理的系列不同质量分数的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)溶液进行静电纺丝，制备具有“鳄鱼皮状”形貌的荧光纳米纤维膜，纺丝过程中电压为15kV，注射器的推进速度为0.002mm/s，接收装置为29.2cm×29.2cm的不锈钢接收板并在上面附一块2.5cm×7.5cm的载玻片；用SEM(scanningelectronmicroscope，扫描电子显微镜)对纳米纤维膜的形貌进行观测(如图2所示)，并用荧光光谱仪对该膜的光学性能进行表征，即用荧光光谱仪测试纳米纤维膜是否具有荧光特性及其荧光强度的大小。在后面的PA检测中，滴加PA后用荧光光谱仪再测试纤维膜的荧光强度，可观察到滴加PA后的纤维膜荧光强度明显减小。
步骤四：向“鳄鱼皮状”的TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜中逐渐滴加不同浓度PA溶液进行检测。
向TPE-2pTPA/P(VDF-HFP)纳米纤维膜中依次滴加浓度为10-8、10-7、10-6、10-5以及10-4g/mL的PA溶液，并分别对其进行荧光测试，得到如图3所示的检测结果。从图上可以看出，随着PA溶液的加入，可以观察到明显的荧光猝灭过程，且PA浓度越大，纤维的荧光猝灭越明显，从而获得PA溶液的1.0×10-8g/mL，且此时猝灭效率高达48.60％(如图4所示)。猝灭效率用方程(I0–I)/I0进行计算，其中I0是指无猝灭剂PA存在时纳米纤维薄膜的最大荧光发射强度，I是指猝灭剂PA的某一浓度下纳米纤维薄膜的最大荧光发射强度。
氯霉素检测 五篇：
一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法
第一、技术领域
本发明属于氯氰菊酯农药检测第一、技术领域，具体涉及一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法。
第二、背景技术
氯氰菊酯属于一种拟除虫菊酯类杀虫剂，属于中等毒剂。氯氰菊酯杀虫剂对蜂蚕有巨毒，并对鱼有高毒性。氯氰菊酯对皮肤粘膜具有较强的刺激作用。截至目前为止，主要采用色谱法和免疫法进行拟除虫菊酯类农药的检测，但这两类方法存在操作繁琐、成本高的缺点。因此，建立操作简便、灵敏度高的氯氰菊酯农药检测方法已成为当今发展趋势。
近年来，荧光纳米CdSe量子点探针逐渐引起了科研工作者们的广泛关注。量子点具备其他常见的有机荧光染料和荧光蛋白所不具备的优越的光谱性质，如激发光谱宽而连续、发射光谱窄而对称、荧光量子产率高、荧光稳定性强等，这些优越的光谱性质使荧光纳米CdSe量子点作为荧光探针而广泛应用于生化分析检测中。迄今为止，采用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法尚未见报道。
鉴于此，我们研究了一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的新方法，此方法操作简单、灵敏度高、检测限低、选择性好，能用于混合溶液中氯氰菊酯的高灵敏检测。
第三、发明内容
本发明的目的在于提供一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
1.荧光纳米CdSe量子点探针的制备方法如下：
称取0.06g硒粉加入到装有0.3g三正丁基膦和1.5g二辛基胺的烧瓶中，静置11h，制备硒储备液；取0.02g氧化镉和0.16g硬脂酸于三口烧瓶中，氩气保护下加热至170℃使氧化镉充分溶解，制备镉储备液；在制好的镉储备液中加入1.35g三正辛基氧膦和1.5g十六胺，氩气保护下搅拌并加热至310℃，取出的硒储备液注入到反应容器中，继续在290℃反应95秒，使产物冷却至室温后，即制得荧光纳米CdSe量子点探针。
2.利用步骤1制备的荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法：
应用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药时，将稀释30倍后的荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液混合，并使荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液的摩尔比为1∶0.24～8，在此范围内氯氰菊酯能线性猝灭荧光纳米CdSe量子点探针的荧光强度，因此，荧光纳米CdSe量子点探针可以作为检测氯氰菊酯农药的探针，并能实现快速且灵敏检测正己烷溶液中氯氰菊酯农药的含量，对氯氰菊酯农药的检测限为2.7×10–8mol/L。
本发明的优点：
1.本发明提供的荧光纳米CdSe量子点探针荧光性能好、荧光强度高、荧光稳定性高、抗光漂白性能强。
2.采用本发明所制备的荧光纳米CdSe量子点探针对氯氰菊酯农药进行检测，具有操作简便、灵敏度高、检测限低、选择性好的优点。
附图说明
图1是本发明的荧光纳米CdSe量子点探针在氯氰菊酯农药检测过程中，不同氯氰菊酯农药浓度与荧光纳米CdSe量子点探针反应后，激发波长为383nm时所得到的荧光光谱图；
图中，a～e为实施例中加入的不同氯氰菊酯农药浓度，使探针与氯氰菊酯农药的摩尔比为1∶0.24～8的荧光光谱图。
第四、具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细阐述。应理解，以下实施例只是本发明的一些优选实施方式，目的在于更好地阐述本发明的内容，而不是对本发明的保护范围产生任何限制。
实施例1
荧光纳米CdSe量子点探针的制备：
称取0.06g硒粉加入到装有0.3g三正丁基膦和1.5g二辛基胺的烧瓶中，静置11h，制备硒储备液；取0.02g氧化镉和0.16g硬脂酸于三口烧瓶中，氩气保护下加热至170℃使氧化镉充分溶解，制备镉储备液；在制好的镉储备液中加入1.35g三正辛基氧膦和1.5g十六胺，氩气保护下搅拌并加热至310℃，取出的硒储备液注入到反应容器中，继续在290℃反应95秒，使产物冷却至室温后，即制得荧光纳米CdSe量子点探针。
实施例2
一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法：
应用荧光纳米CdSe量子点检测氯氰菊酯农药标准品中氯氰菊酯农药的过程中，将稀释30倍后的荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液混合，并使荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液的摩尔比为1∶0.24，即得到图1中荧光光谱a。
实施例3
一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法：
其余条件均与步骤1相同，仅荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液的摩尔比改为1∶0.72，则得到图1中荧光光谱b。。
实施例4
一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法：
其余条件均与步骤1相同，仅荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液的摩尔比改为1∶2.4，则得到图1中荧光光谱c。
实施例5
一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法：
其余条件均与步骤1相同，仅荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液的摩尔比改为1∶4.8，则得到图1中荧光光谱d。
实施例6
一种利用荧光纳米CdSe量子点探针检测氯氰菊酯农药的方法：
其余条件均与步骤1相同，仅荧光纳米CdSe量子点探针与氯氰菊酯农药溶液的摩尔比改为1∶8，则得到图1中荧光光谱e。
从以上实施例荧光光谱图可得知荧光纳米CdSe量子点探针的荧光强度变化值与氯氰菊酯农药的浓度之间呈良好的线性关系，相关系数为0.9997。
