CN105238402B - 一种沙门氏菌上转换荧光传感材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种沙门氏菌上转换荧光传感材料。本发明还公开了这种传感材料的制备方法：(1)将沙门氏菌、功能单体3‑氨丙基三乙氧基硅烷加入甲醇溶液中，搅拌使其充分溶解反应，随后加入上转换纳米粒子(UCNPs)，搅拌50min，之后再加入四乙氧基硅烷和催化剂乙酸，30℃水浴孵化12h；(2)抽滤，用PBST溶液洗去未反应物，50℃真空干燥老化10h；将上述聚合物置于索氏萃取器中，用用2％的三氯乙酸PBST混合液作为溶剂，洗去沙门氏菌；50℃真空干燥，得到对沙门氏菌具有高选择性的荧光分子印迹传感材料。本发明优点是：采用溶胶‑凝胶法合成分子印迹传感材料粒径均一、对沙门氏菌具有较高的选择性，具有广阔的应用前景。

Description

一种沙门氏菌上转换荧光传感材料及其制备方法
技术领域
本发明属于光学传感材料制备技术及微生物检测方法研究领域，尤其是涉及一种沙门氏菌上转换荧光传感材料及其制备方法。
背景技术
沙门氏菌是一种分布广泛的食源性致病微生物，对人类健康造成极大威胁，鸡蛋等食品经常被沙门氏菌污染，是世界各国重点防控的是原始致病菌，建立有效的快速检测方法是目前食品中食源性致病菌检测技术研究的前沿领域。
上转换荧光纳米颗粒(UCNPs)作为一种新型发光材料发展迅猛。与传统荧光材料(如量子点)相比，UCNPs具有毒性较低，激发区域较窄，发射的荧光稳定性较好，光漂白较低等优点，最大的特点是该纳米材料吸收的光子能量低于其所发射的光子能量，将低能量的红外光或者近红外光转化成高能量的紫外光或可见光。因此，UCNPs广泛应用在生物成像、生物探针等生物领域。目前，上转换荧光传感材料在食品安全领域的应用还较少，在微生物检测方面的研究尚无，且UCNPs缺乏特异性，不能针对特定的识别目标物。分子印迹技术因其有效的分离手段以及其独特预定性、识别性和实用性，受到广泛的关注和应用。它是以某一特定的目标分子为模板，制备对该分子具有特异选择性聚合物的过程。制备出的聚合物具有特定的空间结构和识别位点，能选择性地识别目标分子。与抗体相比，分子印迹聚合物制备步骤简单、稳定性好、使用寿命长。因此，将强荧光性的UCNPs引入分子印迹技术中，可制备出一种兼具选择性和特异识别作用的荧光传感材料，成为当前研究的热点。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种对沙门氏菌具有高选择性的荧光传感材料。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
采用SiO2膜包覆的UCNPS作为载体，合成了一种沙门氏菌上转换纳米荧光传感材料。
本发明的传感材料对沙门氏菌有很强的识别功能。
本发明还公开了这种传感材料的制备方法：
(1)将沙门氏菌、功能单体3-氨丙基三乙氧基硅烷加入甲醇溶液中，搅拌使其充分溶解反应，随后加入上转换纳米粒子(UCNPs)，搅拌50min，之后再加入四乙氧基硅烷和催化剂乙酸，30℃水浴孵化12h得到聚合物；其中沙门氏菌菌浓为105-108，3-氨基三乙氧基硅烷0.8-1.2μL，甲醇溶液1.5-2.5mL，上转换纳米粒子100-150mg，四乙氧基硅烷1.5-2.0mL，0.1mol L-1乙酸0.05mL-1.0mL；
(2)抽滤，用PBST洗去未反应物，50℃真空干燥；将上述聚合物置于索氏萃取器中，用2％三氯乙酸和PBST的混合液作为溶剂，洗去模板分子；50℃真空干燥，得到对沙门氏菌具有高选择性的荧光分子印迹传感材料(UCNPs@MIP)。
使用同样的合成方法，只是不加沙门氏菌，合成非印迹聚合物(UCNPs@NIP)作为对照材料。
PBST是PBS溶液加上Tween-20。
相对于现有技术，本发明创造所述的沙门氏菌上转换纳米荧光传感材料的制备方法及应用在沙门氏菌检测中具有以下优势：
本发明引入SiO2膜包覆的上转换荧光纳米粒子，使其作为载体提供较大表面积，同时又使其作为荧光物质提供荧光信号。采用溶胶-凝胶法合成分子印迹传感材料粒径均一、对沙门氏菌具有较高的选择性。该传感材料将上转换纳米粒子的强荧光与分子印迹聚合物的特异性识别结合起来，具有广阔的应用前景。且与ATP荧光法、传统的平板培养计数法、试制片等目前沙门氏菌检测的已有方法相比，该方法具有材料制备方便、选择性高、前处理简单、成本低、便于普及等优点。
具体实施方式
为了使本发明上述特征和优点更加清楚和容易理解，下面对本发明的实施方式作进一步详细描述。
下述实施例中所述上转换纳米颗粒为自己合成，合成方法是：(1)称取0.7gNaOH与8mlOA混合，加入8ml乙醇，室温搅拌，形成白色粘稠状溶液。
(2)加入5ml水，继续搅拌，溶液开始澄清，同时加入0.303gNaF溶解于3ml水中，加入到反应液中，至无固体物质。
(3)加入1.1mlY(NO3)3、0.35mlYb(NO3)3和0.05ml Er(NO3)3，搅拌20min,均质后转移至反应釜230℃12h。
(4)冷却至室温，离心，产物用无水乙醇离心洗涤5次。
沙门氏菌为实验室保存菌种，3-氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三氯乙酸均为市售，使用前未经任何处理。
实施例1
本发明提供一种沙门氏菌上转换纳米荧光传感材料的制备方法，具体制备方法：
(1)将1ml菌浓105-108的沙门氏菌培养液3000g离心10分钟，然后用2mlPBST洗涤3次，重悬在1mlPBS中。吸取上述重悬菌液20μL、0.936μL3-氨基三乙氧基硅烷(APTES)，加入2.5mL甲醇溶液中，搅拌20min使其充分溶解反应，随后加入100mg UCNPs@SiO2，继续搅拌50min，之后再加入1340μL四乙氧基硅烷(TEOS)搅拌反应20min后加入1.00mL乙酸(0.1molL-1)，30℃水浴孵化12h；
(2)抽滤，用PBST洗去未反应物后，于真空干燥箱中50℃老化10h，用2％的三氯乙酸PBST溶液反复萃取48h，直至萃取液中无沙门氏菌检出为止。50℃真空干燥，得到对沙门氏菌具有高选择性的荧光分子印迹传感材料。
实施例2
将1mg的UCNPs@MIP或UCNPs@NIP加入4mL离心管中，再加入3mL浓度为10、102、103、104、105、106、107、108的沙门氏菌稀释液，将该混合物在室温下震荡10分钟，用PBST将反应后的混合物洗涤三次，再用荧光分光光度仪测其荧光值。UCNPs@MIP随着赭沙门氏菌浓度的升高，荧光强度减弱，而UCNPs@NIP随着赭沙门氏菌浓度的升高，荧光强度没有变化。
实施例3
选择空肠弯曲菌为沙门氏菌的竞争物，研究该传感材料的选择性能。分别配制浓度为104的肠弯曲菌和沙门氏菌溶液和两者的混合溶液。取3mL配制好的溶液加入离心管中，分别加入1mg的UCNPs@MIP在室温下震荡3h，再用外接980nm激发器的荧光分光光度仪测其荧光值。沙门氏菌对荧光印迹聚合材料UCNPs@MIP有显著的猝灭作用，而竞争物空肠弯曲菌基本没有猝灭效果，从验证了UCNPs@MIP对沙门氏菌具有选择识别作用。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种沙门氏菌上转换荧光传感材料，是具备荧光信号的沙门氏菌特异性分子印迹-上转换纳米粒子传感材料，其特征在于：制备方法包括如下步骤：
(1)将沙门氏菌、功能单体3-氨丙基三乙氧基硅烷加入甲醇溶液中，搅拌使其充分溶解反应，随后加入上转换纳米粒子，搅拌50min，之后再加入四乙氧基硅烷和催化剂乙酸，30℃水浴孵化12h得到聚合物；其中沙门氏菌菌浓为105-108，3-氨丙 基三乙氧基硅烷0.8-1.2μL，甲醇溶液1.5-2.5mL，上转换纳米粒子100-150mg，四乙氧基硅烷1.5-2.0mL，0.1molL-1乙酸0.05mL-1.0mL；
(2)抽滤，用PBST溶液洗去未反应物，于50℃真空干燥箱中老化10h；将上述经过抽滤的步骤(1)所得聚合物置于索氏萃取器中，用含有2％三氯乙酸的PBST混合溶液洗去沙门氏菌，所述PBST是PBS溶液加上Tween-20制成；50℃真空干燥，得到对沙门氏菌具有高选择性的荧光分子印迹传感材料。
2.根据权利要求1所述的一种沙门氏菌上转换荧光传感材料，其特征在于：步骤(1)所述上转换纳米粒子是SiO2膜包覆的。
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