[发明专利]一种基于功能纳米材料的荧光传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于功能纳米材料的荧光传感器及其制备方法和应用，该传感器由氧掺石墨相氮化碳材料从堆叠结构修饰成量子点形成。本发明通过调节氧掺石墨相氮化碳的堆叠结构获得具有优异光学性能的量子点作为传感平台，由此增大的表面积有利于量子点通过π‑π相互作用非共价连接抗生素，该量子点的荧光强度可以被抗生素选择性淬灭或增强，制成功能纳米材料荧光传感器。本发明的荧光传感器，无需任何化学标记和荧光染料的添加，操作简便，灵敏度、可重复性以及稳定性都很高，可在复杂样品中实现特异性检测，具有良好的经济实用价值，有望应用于医疗、环境、食品及畜牧养殖业中抗生素的检测。

技术领域

本发明属于分析检测，具体涉及基于功能纳米材料的荧光传感器及其制备方法以及用以检测抗生素的分析方法。

背景技术

每年约有大量抗生素用于饲料添加剂，75％的抗生素不被动物机体吸收而随动物粪便排出，导致畜禽养殖废水成为自然界水体环境中抗生素污染的主要来源。抗生素残留对人体健康有着十分严重的危害，包括“三致”(致癌、致畸、致突变)作用、人体对此类药物的长期暴露，通常不会造成急性中毒，而主要是引起慢性中毒。抗生素污染已被视为一类新型的重要的水体污染物而成为国际研究的前沿课题。

磺胺类药物为人工合成的抗菌药，用于临床已近50年，它具有抗菌谱较广、性质稳定、使用简便、生产时不耗用粮食等优点。磺胺间二甲氧嘧啶，常温下为一种白色或类白色结晶或结晶形粉末，几乎无味。不溶于水、氯仿，微溶于乙醇，可溶于丙酮，易溶于稀无机酸和强碱溶液。遇光易变质，色渐变深。磺胺间二甲氧嘧啶是一种长效磺胺原药，其抗菌谱与磺胺嘧啶相似，但抗菌作用较强，适用于菌痢、肠炎、扁桃体炎、泌尿道感染、蜂窝织炎、皮肤化脓感染等疾病，吸入粉尘，皮肤接触和不慎吞咽有害。对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用。长期服用容易损伤肾功能及神经系统，磺胺药中毒。

因此，为了更好的了解抗生素对自然界水环境和人类健康的影响，建立一种灵敏、快速、高效、可靠定性定量检测方法是十分重要的。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于功能纳米材料的荧光传感器，可有效检测各种抗生素，克服现有抗生素分析检测灵敏度低，检测耗时，成本过高以及步骤繁琐的缺陷。

本发明还提供所述一种基于功能纳米材料的荧光传感器的制备方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种基于功能纳米材料的荧光传感器，由氧掺石墨相氮化碳材料从堆叠结构修饰成量子点，再与去离子水混合形成。本发明将合成的氧掺石墨相氮化碳从块状堆叠结构修饰为量子点，该量子点具有优异荧光性能，可用来构造无标记荧光传感器。

其中，所述氧掺石墨相氮化碳材料经过加酸物质修饰为氧掺石墨相氮化碳量子点溶液。

本发明所述的基于功能纳米材料的荧光传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)合成量子点：将草酸和尿素称量后混合并溶于水中，搅拌均匀后水浴蒸干，蒸干得到的粉末高温处理，待降至室温后取出，水洗烘干得到粉末为g-C₃N₄-O；将g-C₃N₄-O粉末中加入浓酸，混合均匀，加热反应使瓶内悬浊液逐渐转变为溶胶，将反应得到溶胶加入去离子水中，并加入氯化铵，搅拌后，离心后取上清液得到g-C₃N₄-O量子点溶液；

(2)构造荧光传感器：

将量子点与去离子水按比例配置成母液A，置于具有一定pH值的缓冲液中构成传感体系，即为基于功能纳米材料的荧光传感器。

其中，步骤(1)所述蒸干得到的粉末放入陶瓷坩埚中升温至300-700℃并保持1-7h。