CN107099284B - 抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法 - Google Patents
抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn‑PDC:Tb3+，其合成路径如下：在水和乙醇的混合液体系下，利用直接沉淀法在室温下一步合成纺锤状稀土修饰的Zn‑PDC:Tb3+纳米荧光材料；所得的Zn‑PDC:Tb3+荧光纳米材料具有稀土发光特性，且能对水中的头孢克肟抗生素进行定性及定量检测，样品无需预处理，操作简单，检测周期短、成本低，选择性高，重复性好，为头孢克肟抗生素的检测提供了一种高效、便捷的方法。
Description
技术领域
本发明属于无机微纳米材料合成领域，具体涉及一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法及应用。
背景技术
随着人们对公共健康和水环境的日益关注，废水中污染物的检测变得越来越重要。抗生素常被用来治疗人类和动物体中的细菌感染，却成为了一种新兴的水环境污染物。近年来，抗生素的滥用导致抗生素残留从而导致了一系列严重的生态环境污染。Ying等人研究发现仅中国2013年抗生素的用量就达到了92700吨，而在水处理后污水中的残留量仍有53800吨；并且这还在逐年增加(Environ.Sci. Technol.,2015,49,6772-6782)。因此，抗生素的检测具有重要意义，但同时又是一个挑战。到目前为止,抗生素的检测主要是基于仪器方法如液相色谱-质谱联用，液相色谱-紫外联用，毛细管电泳，毛细管电色谱-质谱联用。R.M.等人用高效液相色谱-紫外二极管阵列检测联用法对羊奶中的β-内酰胺抗生素残留进行检测(Food Chemistry,2013,141,829-834)。Zhang等人用高效液相色谱-质谱联用对污水处理厂和河水中的抗生素和抗生素抗性基因进行定量检测，发现抗生素抗性基因和抗生素残余量存在明显的联系(Chemosphere, 2015,119,1379-1385)。Virginia等人综述了近年来用毛细管电泳法对不同类抗生素的检测的研究进展(Electrophoresis,2012,33,127-146)。 Lucie等人用高效液相色谱-质谱或质谱-质谱联用对不同的水环境中喹诺酮类、大环内脂类、磺酰胺类、四环素类抗生素进行检测 (Analytica Chimica Acta,2009,649,158-179)。Huang等人利用毛细管电泳层析-质谱法对食肉样品中的磺胺类抗生素进行检测，发现样品中磺胺类抗生素约为10g/L(Journal of Chromatography A,2011,1212, 7640-7647)。然而，此类方法具有耗时长，设备昂贵和操作复杂等缺点。所以，发明一种快速可靠，简单经济的检测抗生素的技术很迫切。
近年来，配位聚合物因其功能多样性而备受关注。它是一类由金属阳离子(或金属簇)和有机配体组成的无机有机杂化材料，其在气体吸附与存储，非均相催化，化学传感，给药和生物成像等方面有重要应用。其中，荧光配合物是一类具有特定的发光光谱的配合物，可用于抗生素的荧光检测。如Li等人设计并合成了两个同构型的Zr6簇的荧光配合物，从而探究了其检测、吸附呋喃类抗生素的选择性和高效性(J.Am.Chem.Soc.2016,138,6204-6216)。这类报道极少，且是通过共轭配体和过渡金属配位后的荧光性能对抗生素进行检测，这种共轭配体通常合成困难，价格昂贵。
本发明我们通过Tb3+和配合物前驱体的室温搅拌制备了一种新颖的纺锤状Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料，且Tb3+的并入并没有破坏原始配位聚合物的形貌和构型。更重要的是，合成的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料具有稀土发光特性，是一个超灵敏，高选择性，响应快的荧光探针在用于检测头孢克肟抗生素。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法。
本发明的第二个目的是上述荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+在头孢克肟抗生素选择性检测中的应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法，包括以下步骤：
1)配置溶液：将2，5-吡啶二羧酸钠2,5-Na2PDC溶液加入到盛有去离子水/无水乙醇的混合溶液的烧杯a中，搅拌混合均匀；在烧杯b中配置硝酸锌Zn(NO3)2和硝酸铽Tb(NO3)3的混合溶液，搅拌混合均匀；其中，烧杯a中，2,5-Na2PDC溶液与去离子水/无水乙醇的混合溶液的体积比为1：(5-10)，烧杯b中，Tb(NO3)3、Zn(NO3)2与去离子水的摩尔比为1：(18-20)：(0.2-0.25)；
2)反应制备：在室温条件下，将烧杯b中Zn(NO3)2和Tb(NO3)3的混合溶液呈细流状沿烧杯壁缓慢加入到盛有混合均匀混合液的烧杯a中，并用玻璃棒沿同一个方向一直搅拌25-35min，直至生成白色沉淀；其中，烧杯b中Zn(NO3)2和Tb(NO3)3的混合溶液与烧杯a中的混合溶液的体积比为1：(5-6)；
3)反应后处理：将步骤2)所得的白色沉淀经洗涤离心后，在 50-70℃温度中真空干燥至恒重，得到具有稀土发光特性的Zn-PDC: Tb3+荧光纳米材料。
所述步骤1)的去离子水/无水乙醇的混合溶液中，去离子水和无水乙醇的体积比为1:1。
所述步骤1)的2,5-Na2PDC溶液中，2,5-Na2PDC与去离子水的摩尔比为1：(0.28-0.56)。
所述抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+为纺锤状结构，粒径为50-100nm。
上述方法制备的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+在头孢克肟抗生素选择性检测中的应用。其运用过程为：将可溶性的抗生素用去离子水溶解，制备成初始浓度为2×10-3mol/L的抗生素溶液(抗生素溶液的浓度可在此基础上可稀释数倍)，同时将荧光物质Zn-PDC:Tb3+分散在去离子水中，制成2mg/mL的Zn-PDC:Tb3+悬浮液；再取同等体积的抗生素溶液和Tb3+@Zn-PDC悬浮液混合，然后用荧光分光光度计测其荧光强度，观察其荧光强度的变化。
本发明的有益效果：本发明所制备的用于头孢克肟抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+，其合成方法简单，合成条件温和。更重要的是，纺锤状荧光Zn-PDC:Tb3+纳米材料对水环境中抗生素具有很好的选择性、灵敏度，可用于定量检测痕量头孢克肟抗生素。这是第一个用镧系掺杂的配位聚合物检测抗生素的报道，为抗生素的检测开拓了一种新方法，且这种方法快速可靠、简单经济。
附图说明
图1为实施例1所得的纺锤状的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的放大2万倍下的扫描电镜图；
图2为实施例1所得的纺锤状的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的放大6万倍下的扫描电镜图；
图3为实施例1所得的纺锤状的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的X 射线粉末衍射图；
图4为实施例1所得的纺锤状的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的荧光激发和发射光谱图：其中，1-荧光激发光谱，2-荧光发射光谱；
图5为检测例2中荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+与12种常用抗生素溶液混合后的荧光发射光谱图：其中，1-庆大霉素溶液，2-卡那霉素溶液，3-去离子水溶液，4-阿莫西林溶液，5-罗红霉素溶液，6-阿奇霉素溶液，7-青霉素，8-头孢拉定溶液，9-呋喃西林溶液，10-环丙沙星溶液，11-诺氟沙星溶液，12-呋喃妥英溶液，13-头孢克肟溶液；
图6为检测例3中不同浓度头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料 Zn-PDC:Tb3+混合后的荧光发射光谱图：其中，1-去离子水溶液， 2-10-7M头孢克肟溶液，3-10-6M头孢克肟溶液，4-10-5M头孢克肟溶液，5-10-4M头孢克肟溶液，6-10-3M头孢克肟溶液；
图7为实施例3中不同浓度头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料 Zn-PDC:Tb3+混合后的荧光强度的点线图；
图8为检测例4中在庆大霉素过量情况下加入不同体积头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+混合后检测头孢克肟抗生素的荧光发射光谱图：其中，1-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素，2-无任何抗生素添加的Zn-PDC:Tb3+悬浮液，3-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素+50uL头孢克肟抗生素溶液，4- 摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素+100uL头孢克肟抗生素溶液，5-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素+150uL头孢克肟抗生素溶液，6-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素 +200uL头孢克肟抗生素溶液，7-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素+250uL头孢克肟抗生素溶液，8-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素+300uL头孢克肟抗生素溶液；
图9为检测例4中在卡那霉素过量情况下加入不同体积头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+混合后检测头孢克肟抗生素的荧光发射光谱图：其中，1-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素，2-无任何抗生素添加的Zn-PDC:Tb3+悬浮液，3-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素+50uL头孢克肟抗生素溶液，4- 摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素+100uL头孢克肟抗生素溶液，5-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素+150uL头孢克肟抗生素溶液，6-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素 +200uL头孢克肟抗生素溶液，7-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素+250uL头孢克肟抗生素溶液，8-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素+300uL头孢克肟抗生素溶液；
图10为检测例4中在阿莫西林过量情况下加入不同体积头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+混合后检测头孢克肟抗生素的荧光发射光谱图：其中，1-无任何抗生素添加的Zn-PDC:Tb3+悬浮液，2-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林，3-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林+50uL头孢克肟抗生素溶液， 4-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林+100uL头孢克肟抗生素溶液，5-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林+150uL头孢克肟抗生素溶液，6-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林 +200uL头孢克肟抗生素溶液，7-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林+250uL头孢克肟抗生素溶液，8-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林+300uL头孢克肟抗生素溶液；
图11为检测例4中在罗红霉素过量情况下加入不同体积头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+混合后检测头孢克肟抗生素的荧光发射光谱图：其中，1-无任何抗生素添加的Zn-PDC:Tb3+悬浮液，2-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素，3-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素+50uL头孢克肟抗生素溶液， 4-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素+100uL头孢克肟抗生素溶液，5-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素+150uL头孢克肟抗生素溶液，6-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素 +200uL头孢克肟抗生素溶液，7-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素+250uL头孢克肟抗生素溶液，8-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素+300uL头孢克肟抗生素溶液；
图12为检测例4中四种不同抗生素存在下荧光纳米材料Zn-PDC: Tb3+加入不同体积的头孢克肟溶液的混合后的相对荧光强度的点线图：其中，1-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的庆大霉素+不同体积的头孢克肟抗生素溶液，2-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的卡那霉素+不同体积的头孢克肟抗生素溶液，3-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的阿莫西林+不同体积的头孢克肟抗生素溶液，4-摩尔量为头孢克肟摩尔总量10倍的罗红霉素+不同体积的头孢克肟抗生素溶液。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，2,5-Na2PDC、Tb(NO3)3、Zn(NO3)2、庆大霉素、卡那霉素、阿莫西林、罗红霉素、阿奇霉素、青霉素、头孢拉定、呋喃西林、环丙沙星、诺氟沙星、呋喃妥英和头孢克肟均为盖德化工网产品。
实施例1
室温下，将4mL 0.1M的2,5-Na2PDC的水溶液加入到20mL 体积比为1:1的去离子水/无水乙醇混合溶液中，搅拌混合均匀，然后在上述混合溶液搅拌情况下向上述溶液中加入4mL含有0.02mmol Tb(NO3)3(Tb在金属化合物总含量中所占的原子个数比即摩尔比为5％)和0.38mmol Zn(NO3)2的水溶液，持续搅拌30分钟，得到白色沉淀；所得的白色沉淀用去离子水和无水乙醇各离心洗涤3次，将得到的产物放入真空干燥箱在60℃下真空干燥至恒重，即得具有稀土发光特性的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料，备用。
将实施例1中所得的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料进行了扫描电子显微镜、X射线粉末衍射以及荧光检测，结果如图1、2所示；由图 1、2可以看出，该Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料为均匀的纺锤状结构，粒径为50-100nm。
检测例2
将实例1得到的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料分散在去离子水中配制成2mg/mL的悬浮液，并用去离子水分别溶解12种常用抗生素配制成2×10-3mol/L的相同浓度的抗生素溶液(其中，12种常用抗生素分别为庆大霉素，卡那霉素，阿莫西林，罗红霉素，阿奇霉素，青霉素，头孢拉定，呋喃西林，环丙沙星，诺氟沙星，呋喃妥英，头孢克肟)；然后，分别各取1mL配置的上述抗生素溶液和1mL Zn-PDC:Tb3+悬浮液进行混合，用荧光分光光度计分别测其荧光强度，观察其荧光强度的变化。为了便于比较，我们用1mL的去离子水代替1mL抗生素溶液测量其荧光强度，作为对比。
图5为检测例2中抗生素检测材料Zn-PDC:Tb3+与12种常用抗生素溶液混合后的荧光发射光谱图，由图5可以明显的看出，相对于其他11种常用的抗生素，抗生素检测材料Zn-PDC:Tb3+对头孢克肟抗生素有更好的灵敏度。
检测例3
将实例1得到的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料分散在去离子水中配制成2mg/mL的悬浮液，并用去离子水分别溶解不同质量的头孢克肟抗生素，配制成不同浓度梯度的头孢克肟抗生素溶液；其不同浓度梯度的头孢克肟抗生素溶液浓度分别为2×10-3mol/L、2×10- 4mol/L、 2×10-5mol/L、2×10-6mol/L、2×10-7mol/L。之后分别取相同体积的抗生素溶液和Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料的悬浮液进行混合，用荧光分光光度计分别测其荧光强度，观察其荧光强度的变化。为了便于比较，我们用等体积的去离子水代替抗生素溶液测量其荧光强度，作为对比。见表1。
表1：不同浓度的头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC: Tb3+的悬浮液反应原料表
图6、7为检测例3中不同浓度头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+混合后的荧光发射光谱图和荧光强度的点线图，由图6可以明显的看出，头孢克肟抗生素的浓度越大，其荧光纳米材料 Zn-PDC:Tb3+对其检测越灵敏；由图7可以看出，头孢克肟抗生素的浓度与检测的结果即相对荧光强度成线性关系。
检测例4
将实例1得到的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料分散在去离子水中配制成2mg/mL的悬浮液，配置完全相同的悬浮液4份，每份1mL，然后向上述4份悬浮液中分别加入过量的(即摩尔量为头孢克肟摩尔总量的10倍)庆大霉素、卡那霉素、阿莫西林、罗红霉素，并使其溶解完全得到含有不同抗生素的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料的悬浮液；另将头孢克肟溶于去离子水中配制成2×10-3mol/L的头孢克肟抗生素溶液。之后向含有不同抗生素的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料的悬浮液中分别分次加入50微升的头孢克肟抗生素溶液，直至其中的头孢克肟抗生素溶液的含量达到300微升，用荧光分光光度计分别依次测其荧光强度，观察其荧光强度的变化。见表2-表5。
表2：在庆大霉素过量情况下加入不同体积的头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的悬浮液反应原料表
表3：在卡那霉素过量情况下加入不同体积的头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的悬浮液反应原料表
表4：在阿莫西林过量情况下加入不同体积的头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的悬浮液反应原料表
表5：在罗红霉素过量情况下加入不同体积的头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的悬浮液反应原料表
图8、图9、图10、图11、图12为检测例4中在不同抗生素过量情况下加入不同体积头孢克肟抗生素溶液与荧光纳米材料Zn-PDC: Tb3+混合后检测头孢克肟抗生素的荧光发射光谱图和荧光强度的点线图，由图8、图9、图10、图11可以看出，尽管存在其他抗生素的影响，仍能选择性的检测出头孢克肟抗生素，并且随着头孢克肟抗生素质量的增加，其荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+对其检测越灵敏；由图12可以看出，图中1、2、3、4条线的变化趋势相似，表明即使在其他抗生素是过量存在的情况下，荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+对头孢克肟的检测基本上是不受影响的。
Claims (5)
1.一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)配置溶液：将2，5-吡啶二羧酸钠2,5-Na2PDC溶液加入到盛有去离子水/无水乙醇的混合溶液的烧杯a中，搅拌混合均匀；在烧杯b中配置硝酸锌Zn(NO3)2和硝酸铽Tb(NO3)3的混合溶液，搅拌混合均匀；其中，烧杯a中，2,5-Na2PDC溶液与去离子水/无水乙醇的混合溶液的体积比为1：(5-10)，烧杯b中，Tb(NO3)3、Zn(NO3)2与去离子水的摩尔比为1：(18-20)：(0.2-0.25)；
2)反应制备：在室温条件下，将烧杯b中Zn(NO3)2和Tb(NO3)3的混合溶液呈细流状沿烧杯壁缓慢加入到盛有混合均匀混合液的烧杯a中，并用玻璃棒沿同一个方向一直搅拌25-35min，直至生成白色沉淀；其中，烧杯b中Zn(NO3)2和Tb(NO3)3的混合溶液与烧杯a中的混合溶液的体积比为1：(5-6)；
3)反应后处理：将步骤2)所得的白色沉淀经洗涤离心后，在50-70℃温度中真空干燥至恒重，得到具有稀土发光特性的Zn-PDC:Tb3+荧光纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法，其特征在于：所述步骤1)的去离子水/无水乙醇的混合溶液中，去离子水和无水乙醇的体积比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法，其特征在于：所述步骤1)的2,5-Na2PDC溶液中，2,5-Na2PDC与去离子水的摩尔比为1：(0.28-0.56)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+的制备方法，其特征在于：所述抗生素选择性检测的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+为纺锤状结构，粒径为50-100nm。
5.权利要求1-3任意一项所述的方法制备的荧光纳米材料Zn-PDC:Tb3+在头孢克肟抗生素选择性检测中的应用。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104370820A (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种多孔金属有机骨架材料的制备方法及应用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104502585A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 中山大学 | 用于抗生素检测的纳米传感器及其制备方法和应用 |
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Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Lanthanide ions (Eu3+, Tb3+, Sm3+, Dy3+) activated ZnO embedded zinc 2,5-pyridinedicarboxylic metal–organic frameworks for luminescence application;Tian-Wei Duan等;《J. Mater. Chem. C.》;20150203;第3卷;2823-2830 |
| Luminescence of Tb3+ and Eu3+ doped amorphous zinc benzoates;Liangjie Yuan 等;《Spectrochimica Acta Part A》;20031231;第59卷;729-731 |
| Preparation and luminescence properties of Tb3+-doped zinc salicylates;Jutang Sun等;《Materials Science and Engineering》;19991231;第B64卷;157-160 |
| Synthesis,structural characterization and magnetic property of metal 2,5-pyridine dicarboxylate complex;Xiaofeng Zhang等;《Inorganic Chemistry Communications》;20041124;第8卷;22-26 |
| 含吡啶-2,5-二羧酸稀土-锌配位聚合物的合成结构和性能;梁玉仓 等;《无机化学学报》;20020131;第18卷;99-106 |
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