[发明专利]一种双通道可视化多色荧光探针的制备及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于埃洛石纳米管(HNTs)原位合成碳量子点并负载镧系金属有机框架的双通道荧光传感器，能够实现对DPA和TC的快速同时可视化检测。本发明采用上述的一种双通道可视化多色荧光探针的制备及使用方法，具有较高的稳定性和灵敏度，有助于快速、准确、直观地检测生物标志物。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料制备技术领域，尤其是涉及一种双通道可视化多色荧光探针的制备及检测方法。

背景技术

近年来，开发了各种分析法用于检测四环素(TC)、炭疽芽孢杆菌(DPA)。

四环素(TC)因成本低易吸收和广谱抑菌性被泛用与滥用，大量抗生素残留在食品与农牧业生产中，最后被人类摄入对人体造成损害。TC检测包含高效液相色谱法，毛细管电泳法，液相色谱-质谱法和离子质谱联用法等传统检测方法。尽管这些方法灵敏度和准确度都很高，但仪器昂贵、耗时、样本操作繁琐，且需具有专业技能。碳量子点(Carbon QuantumDots，CDs)作为一种新型的荧光纳米材料，具有独特的光学性质、良好的生物相容性、绿色的制备工艺和较高的量子产率。最近的研究表明，基于检测系统中吸收剂激发和/或发射的荧光团吸收引起的内滤效应(IFE)，CDs可作为荧光传感器用于TC的定量测定。然而，TC对CDs的荧光猝灭作用较弱，荧光强度下降不明显。埃洛石纳米管(HNTs)是一种硅酸盐矿物，储量丰富，比表面积大，表面基团丰富，具有独特的介孔管状内腔和可进行修饰的内外表面。现在一般采用一种简单的自下而上的方法，在埃洛石表面直接原位负载碳量子点来合成荧光HNT。

炭疽杆菌是一种会引起炭疽的危险细菌，通过进食、呼吸和皮肤接触传播感染动物体和人类，对人类和动物的皮肤、肠道和肺部造成严重损害，导致炭疽传染病，进而导致生物体内的致命感染。2，6-吡啶二羧酸(DPA)是炭疽杆菌的主要生物标志物之一，约占炭疽孢子干重的5-15％。对于DPA的检测，包含聚合酶链反应(PCR)和免疫分析，但需要较长的周期和复杂的操作。相比之下荧光分析法能够快速、灵敏和高选择性地检测炭疽杆菌孢子，且检测限较低。但经典的荧光检测和分析方法通常只能通过测量单个荧光信号的变化来检测目标，并且经常受到各种不相关因素的干扰，从而降低灵敏度和选择性。而比率荧光检测法可以通过测量不同荧光信号的相对变化强度，实现对被测对象的分析，有效减少各种干扰，提高可视化程度。采用发光镧系金属有机框架(Ln-MOF)就是一种可行的方法。

发光镧系金属有机框架(Ln-MOF)具有独特的光学性质，例如斯托克斯位移大，发射带窄，波长长等，被广泛应用于环境污染和生物分子检测。镧系离子具有相似的离子半径和化学行为，因此，通过将两个镧系离子铽(Terbium)和铕(Europium)掺杂到MOF的相同晶体等效金属位置，可产生两个发射源，Eu³⁺和Tb³⁺离子形成中心，分别强烈发射红光和绿光，可通过肉眼检测，并已广泛用于发光材料的构建。

在掺杂了铽和铕的发光镧系金属有机框架(Ln-MOF)中，Tb³⁺与DPA快速络合用于检测炭疽生物标志物，随着DPA浓度的增加，DPA可以取代配位水分子，有效地将能量转移到Tb³⁺上，增强Tb³⁺的发射强度，产生强而占主导地位的绿色荧光。铕离子配合物在616nm处有较强的红色荧光发射峰，TC分子的β-二酮结构，可以与Eu³⁺发生螯合反应，将其激发能传递给Eu³⁺，并通过“天线效应”敏化Eu³⁺发光。基于以上技术原理，若能将发光镧系金属有机框架(Ln-MOF)与荧光HNT结合起来，就能形成一种可同时检测TC和DPA两种物质的荧光探针。

发明内容

本发明的目的是提供一种双通道可视化多色荧光探针的制备及使用方法，建造一种基于埃洛石纳米管(HNTs)原位合成碳量子点并负载镧系金属有机框架的双通道荧光传感器，能够实现对DPA和TC的快速同时可视化检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种双通道可视化多色荧光探针的制备方法，步骤如下：