CN110455755B - 喹诺酮类传感器前驱体及喹诺酮类传感器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了喹诺酮类传感器前驱体及喹诺酮类传感器的制备方法。该喹诺酮类传感器的制备方法包括以下步骤：1)获取喹诺酮类传感液；2)在支撑体上附着所述喹诺酮类传感液，从而在支撑体上形成涂层，即得到喹诺酮类传感器前驱体；3)去除所述涂层中的模板分子，从而在支撑体上形成检测层，即得到喹诺酮类传感器。该喹诺酮类传感器的制备方法的工艺简单，所得喹诺酮类传感器具有高选择性和高灵敏度，能通过夹取的直接放入待检测液中吸附和从待检测液中取出，也可以直接进行固相荧光检测和可视化检测，无需复杂的预处理，具有超高可操作性。

Description

喹诺酮类传感器前驱体及喹诺酮类传感器的制备方法

技术领域

本发明涉及环境中喹诺酮类检测的技术领域，具体而言，涉及喹诺酮类传感器前驱体及喹诺酮类传感器的制备方法。

背景技术

抗生素是由人工、半人工或天然合成的药物，是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。自1929年青霉素问世以来，抗生素已广泛应用于治疗人类和动物的传染病，成为了改善人类和动物健康的福音。据广州地化所研究报告，2013年我国抗生素总使用量约为16.2万吨，其中人用抗生素占到总量的48％，其余为兽用抗生素。经过人和动物体内代谢作用后，还有相当一部分未被吸收或降解的抗生素通过粪便和尿液排泄到环境中。此外，畜牧养殖、水产养殖、医用以及抗生素制造等都是抗生素进入环境的主要途径。畜牧养殖、水产养殖等过程中，因养殖密度过高，不少养殖户为降低细菌感染发病率，提高效益，经常在饲料中添加各种抗生素。这导致常见的食品中，如肉类、牛奶、鸡蛋等，均可能含有较高浓度的抗生素。进入环境的抗生素大都具有较长的半衰期，在环境中稳定性较好，并且即使在较低的浓度下，也可能对非目标生物产生长期的、潜在的威胁，若长期低量摄入含有抗生素的水、肉食，其直接的结果就是产生耐药性。

喹诺酮类(quinolones，QNs)，又称吡酮酸类或吡啶酮酸类，是人工合成的含4-喹诺酮基本结构的抗菌药，也是是一类人畜通用的药物。如第一代QNs如氟哌酸、萘啶酸、吡咯酸已经对细菌感染引起腹泻基本无效，应用较多的第三代QNs如诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星、氟罗沙星的药效也在逐渐降低，第四代QNs的不良反应更小，但多数产品半衰期延长，如加替沙星与莫昔沙星。到目前为止，已经提出了许多方法用于QNs的检测，如薄层色谱法，微生物法，高效液相色谱法，毛细管电泳法和分光光度法。然而，这些方法的灵敏度或选择性有限，且需要复杂的预处理。

发明内容

本发明的一个目的在于提供制备喹诺酮类传感液的组合物以及喹诺酮类传感液的制备方法，以解决现有技术中喹诺酮类检测存在的灵敏度或选择性有限的问题。

本发明的另一个目的在于提供喹诺酮类传感器前驱体、喹诺酮类传感器以及喹诺酮类传感器的制备方法，以解决现有技术中喹诺酮类检测存在的预处理复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了制备喹诺酮类传感液的组合物。该制备喹诺酮类传感液的组合物包括模板分子、有机溶剂、功能单体、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、羟基硅油和改性剂，其中，所述模板分子为待检测的喹诺酮类，所述功能单体通过化学键与模板分子连接，携带模板分子的功能单体、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯和羟基硅油可在催化剂作用下反应生成聚合物以及与该聚合物通过化学键连接的模板分子，所述聚合物具有亲羟基官能团，所述改性剂去除所述聚合物中的羟基。

该组合物的组分少且各个组分均易获取，所得聚合物不会对环境造成二次污染。功能单体携带模板分子进入聚合物中，使得模板分子容易被从聚合物中洗脱，洗脱后的聚合物的背景小，且能够选择性地吸附待检测液中的目标分子，具有高选择性和高灵敏度。聚合物具有亲羟基官能团，且具有一定的粘稠性，能够附着于表面具有羟基或表面被羟基化的支撑体表面，方便放入待检测液中吸附和从待检测液中取出，而且可以直接进行固相荧光检测和可视化检测，无需复杂的预处理，具有超高可操作性。可见，该制备喹诺酮类传感液的组合物简单易获取，且所得喹诺酮类传感液非常适合用于制备具有高灵敏度、高选择性、高操作性的喹诺酮类传感器。

进一步地，所述功能单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的任意几种。这些功能单体能够通过氢键与模板分子连接，氢键属于非共价键，比其它共价键更易断裂，因此容易被洗脱剂洗脱。

进一步地，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲苯、氯仿中的任意几种。

进一步地，所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷。

进一步地，所述催化剂为三氟乙酸的水溶液。正硅酸乙酯(TEOS)与水作用，最终形成SiO₂四面体，羟基硅油(OH-TSO)通过化学键连接SiO₂四面体从而形成SiO₂三维网络。3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)在三氟乙酸(TFA)催化下可以发生开环反应，从而进一步与携带模板分子的功能单体和SiO₂三维网络反应。

为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了喹诺酮类传感液的制备方法。该喹诺酮类传感液的制备方法包括步骤：

1)获取第一混合液，所述第一混合液包括模板分子、有机溶剂和功能单体；

2)将第一混合液静置一定时间以使功能单体与模板分子通过化学键连接；

3)获取第二混合液，所述第二混合液包括3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、羟基硅油和改性剂；

4)将第二混合液与第一混合液混合均匀，得到第一反应液；

5)获取第三混合液，所述第三混合液包括催化剂；

6)将第三混合液与第一混合液混合均匀，得到第二反应液；

7)获取所述第二反应器的上清液，所得上清液即为喹诺酮类传感液。

该喹诺酮类传感液的制备方法的工艺非常简单，无需复杂的设备，通过简单的混合操作即可得到所得喹诺酮类传感液，由该喹诺酮类传感液制备得到的喹诺酮类传感器具有高灵敏度、高选择性、高操作性。

进一步地，所述功能单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的任意几种；所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲苯、氯仿中的任意几种；所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷；所述催化剂为三氟乙酸的水溶液。

进一步地，各个组分的含量如下：1.8～2.2mg模板分子、500～700μL有机溶剂、4.8～5.6μL功能单体、85～95mg羟基硅油、8～12mg聚甲基氢硅氧烷、50～150μL正硅酸乙酯、30～70μL 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、75～85μL含5％水的三氟乙酸。

进一步地，所述第一混合液和第二混合液通过超声混合；所述第三混合物与第一反应液通过超声混合。由此，混合得更加均匀。

进一步地，所述上清液通过离心获得，离心转速为10000～15000rpm，离心时间为7～10min。由此，快速获得高品质的上清液。

为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，提供了喹诺酮类传感器前驱体。该喹诺酮类传感器前驱体包括支撑体和附着于所述支撑体上的涂层，所述涂层为喹诺酮类传感液，所述支撑体表面含有羟基或经过羟基化处理，所述涂层具有亲羟基官能团并通过亲羟基官能团与羟基的反应与所述支撑体连接。

通过亲羟基官能团与羟基的反应，可以使涂层稳固地附着在支撑体上，防止涂层在待检测液中与支撑体剥离。

进一步地，所述喹诺酮类传感液的制备方法包括步骤：

1)获取第一混合液，所述第一混合液包括模板分子、有机溶剂和功能单体；

2)将第一混合液静置一定时间以使功能单体与模板分子通过化学键连接；

3)获取第二混合液，所述第二混合液包括3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、羟基硅油和改性剂；

4)将第二混合液与第一混合液混合均匀，得到第一反应液；

5)获取第三混合液，所述第三混合液包括催化剂；

6)将第三混合液与第一混合液混合均匀，得到第二反应液；

7)获取所述第二反应器的上清液，所得上清液即为喹诺酮类传感液。

进一步地，所述功能单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的任意几种；所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲苯、氯仿中的任意几种；所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷；所述催化剂为三氟乙酸的水溶液。

进一步地，各个组分的含量如下：1.8～2.2mg模板分子、500～700μL有机溶剂、4.8～5.6μL功能单体、85～95mg羟基硅油、8～12mg聚甲基氢硅氧烷、50～150μL正硅酸乙酯、30～70μL 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、75～85μL含5％水的三氟乙酸。

进一步地，所述支撑体为滤纸、棉布、羟基化的石英纤维或羟基化的金属板。

为了实现上述目的，根据本发明的第四个方面，提供了喹诺酮类传感器。该喹诺酮类传感器包括支撑体和附着于所述支撑体上的检测层，所述检测层通过去除上述中所述的涂层中的模板分子后得到。

由上述的喹诺酮类传感器前驱体制备得到喹诺酮类传感器不仅具有高灵敏度、高选择性，而且方便放入待检测液中吸附和从待检测液中取出，可以直接进行固相荧光检测和可视化检测，无需复杂的预处理，具有超高可操作性。

为了实现上述目的，根据本发明的第五个方面，提供了喹诺酮类传感器的制备方法。该喹诺酮类传感器的制备方法包括以下步骤：

1)获取喹诺酮类传感液；

2)在支撑体上附着所述喹诺酮类传感液，从而在支撑体上形成涂层，即得到喹诺酮类传感器前驱体；

3)去除所述涂层中的模板分子，从而在支撑体上形成检测层，即得到喹诺酮类传感器。

该喹诺酮类传感器的制备方法的工艺简单，所得喹诺酮类传感器具有高选择性和高灵敏度，能通过夹取的直接放入待检测液中吸附和从待检测液中取出，也可以直接进行固相荧光检测和可视化检测，无需复杂的预处理，具有超高可操作性。

进一步地，在支撑体上附着所述喹诺酮类传感液的具体过程为：在惰性气氛下，使支撑体浸渍于所述喹诺酮类传感液中；优选地，浸渍时间为20～40min。由此，确保在支撑体上附着足够量的喹诺酮类传感液。

进一步地，去除所述涂层中的模板分子的具体过程为：采用乙酸和甲醇的混合溶液对喹诺酮类传感器前驱体进行洗涤，干燥即得所述喹诺酮类传感器；优选地，所述乙酸和甲醇的体积比为(4～6):1。由此，洗脱得较为彻底，空白传感器进行固相荧光检测时的背景小。

进一步地，还包括在附着之前将支撑体干燥至恒重。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为滤纸放大150倍的SEM照片。

图2为滤纸放大10000倍的SEM照片。

图3为喹诺酮类传感器放大150倍的SEM照片。

图4为喹诺酮类传感器放大10000倍的SEM照片。

图5为红外吸收光谱，其中，曲线a为实施例1的喹诺酮类传感器的红外吸收光谱，曲线b为实施例1的喹诺酮类传感器前驱体的红外吸收光谱，曲线c为对照例1的喹诺酮类传感器的红外吸收光谱。

图6为动力吸附曲线，其中，曲线a为实施例1的喹诺酮类传感器的吸附动力曲线，曲线b为对照例1的喹诺酮类传感器的吸附动力曲线。

图7为荧光光谱图，其中，a-f分别为采用实施例1的喹诺酮类传感器测试浓度为10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、60ng/mL、80ng/mL、100ng/mL的NOR溶液的荧光强度。

图8为NOR浓度与荧光强度的线性关系图。

图9为荧光发射照片，其中，从左至右分别为NOR浓度为0.1μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、2.5μg/mL、5μg/mL、7.5μg/mL、10μg/mL、15μg/mL、20μg/mL时实施例1的喹诺酮类传感器的荧光发射照片。

图10为NOR浓度与平均灰度值的线性关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例1

制备喹诺酮类传感液的组合物，包括模板分子、有机溶剂、功能单体、KH-560、TEOS、OH-TSO和改性剂，所述模板分子为诺氟沙星(NOR)，所述功能单体为甲基丙烯酸(MAA)；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷(PHMS)；所述催化剂为三氟乙酸(TFA)的水溶液。

喹诺酮类传感液的制备方法，包括步骤：

1)获取第一混合液，所述第一混合液包括2mgNOR、600μLDMF和5μLMAA；

2)将第一混合液静置一定时间以使MAA与NOR通过氢键连接；

3)获取第二混合液，所述第二混合液包括50μLKH-560、100μLTEOS、90mgOH-TSO和10mgPHMS；

4)将第二混合液与第一混合液通过超声混合均匀，得到第一反应液；

5)获取第三混合液，所述第三混合液为80μL含5％水的TFA；

6)将第三混合液与第一混合液通过超声混合均匀，得到第二反应液；

7)通过离心获取所述第二反应器的上清液，所得上清液即为喹诺酮类传感液，离心转速为12000rpm，离心时间为9min。

喹诺酮类传感器前驱体包括支撑体和附着于所述支撑体上的涂层，所述涂层为所述喹诺酮类传感液；所述支撑体为滤纸，具体为Whatman Grade 6定性滤纸。

喹诺酮类传感器，包括支撑体和附着于所述支撑体上的检测层，所述检测层通过去除所述的涂层中的模板分子后得到。

所述喹诺酮类传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)将支撑体干燥至恒重；

2)在惰性气氛下，使支撑体在所述喹诺酮类传感液中浸渍30min，从而在支撑体上形成涂层，即得到所述喹诺酮类传感器前驱体；

3)采用乙酸和甲醇的混合溶液对喹诺酮类传感器前驱体进行超声洗涤以去除所述涂层中的模板分子，使涂层转化为检测层，干燥即得所述喹诺酮类传感器；所述乙酸和甲醇的体积比为5:1。

实施例2

制备喹诺酮类传感液的组合物，包括模板分子、有机溶剂、功能单体、KH-560、TEOS、OH-TSO和改性剂，所述模板分子为环丙沙星(CPFX)，所述功能单体为丙烯酸(MA)；所述有机溶剂为乙腈；所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷(PHMS)；所述催化剂为三氟乙酸(TFA)的水溶液。

喹诺酮类传感液的制备方法，包括步骤：

1)获取第一混合液，所述第一混合液包括1.8mgCPFX、500μL乙腈和4.8μLMA；

2)将第一混合液静置一定时间以使MA与CPFX通过氢键连接；

3)获取第二混合液，所述第二混合液包括30μLKH-560、50μLTEOS、85mgOH-TSO和8mgPHMS；

4)将第二混合液与第一混合液通过超声混合均匀，得到第一反应液；

5)获取第三混合液，所述第三混合液为75μL含5％水的TFA；

6)将第三混合液与第一混合液通过超声混合均匀，得到第二反应液；

7)通过离心获取所述第二反应器的上清液，所得上清液即为喹诺酮类传感液，离心转速为10000rpm，离心时间为10min。

喹诺酮类传感器前驱体包括支撑体和附着于所述支撑体上的涂层，所述涂层为所述喹诺酮类传感液；所述支撑体为羟基化的石英纤维。

喹诺酮类传感器，包括支撑体和附着于所述支撑体上的检测层，所述检测层通过去除所述的涂层中的模板分子后得到。

所述喹诺酮类传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)获取支撑体：首先将石英纤维浸入丙酮中3h以除去保护性聚酰亚胺层，然后浸入1mol/LNaOH溶液中1h以暴露纤维表面上的硅烷醇基团，清洗后再浸入0.1mol/LHCl溶液中30min以中和过量的NaOH，再次清洗即得到表面羟基化的石英纤维支撑体；原始的石英纤维为美国SUPELCO固相微萃取针；

2)将支撑体干燥至恒重；

3)在惰性气氛下，使支撑体在所述喹诺酮类传感液中浸渍20min，从而在支撑体上形成涂层，即得到所述喹诺酮类传感器前驱体；

4)采用乙酸和甲醇的混合溶液对喹诺酮类传感器前驱体进行超声洗涤以去除所述涂层中的模板分子，使涂层转化为检测层，干燥即得所述喹诺酮类传感器；所述乙酸和甲醇的体积比为4:1。

实施例3

制备喹诺酮类传感液的组合物，包括模板分子、有机溶剂、功能单体、KH-560、TEOS、OH-TSO和改性剂，所述模板分子为氧氟沙星，所述功能单体为甲基丙烯酸甲酯(MMA)；所述有机溶剂为甲苯；所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷(PHMS)；所述催化剂为三氟乙酸(TFA)的水溶液。

喹诺酮类传感液的制备方法，包括步骤：

1)获取第一混合液，所述第一混合液包括2.2mg氧氟沙星、700μL甲苯和5.6μLMMA；

2)将第一混合液静置一定时间以使MMA与氧氟沙星通过氢键连接；

3)获取第二混合液，所述第二混合液包括70μLKH-560、150μLTEOS、95mgOH-TSO和12mgPHMS；

4)将第二混合液与第一混合液通过超声混合均匀，得到第一反应液；

5)获取第三混合液，所述第三混合液为85μL含5％水的TFA；

6)将第三混合液与第一混合液通过超声混合均匀，得到第二反应液；

7)通过离心获取所述第二反应器的上清液，所得上清液即为喹诺酮类传感液，离心转速为15000rpm，离心时间为7min。

喹诺酮类传感器前驱体包括支撑体和附着于所述支撑体上的涂层，所述涂层为所述喹诺酮类传感液；所述支撑体为棉布，所述棉布为莱卡棉。

喹诺酮类传感器，包括支撑体和附着于所述支撑体上的检测层，所述检测层通过去除所述的涂层中的模板分子后得到。

所述喹诺酮类传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)将支撑体干燥至恒重；

2)在惰性气氛下，使支撑体在所述喹诺酮类传感液中浸渍40min，从而在支撑体上形成涂层，即得到所述喹诺酮类传感器前驱体；

3)采用乙酸和甲醇的混合溶液对喹诺酮类传感器前驱体进行超声洗涤以去除所述涂层中的模板分子，使涂层转化为检测层，干燥即得所述喹诺酮类传感器；所述乙酸和甲醇的体积比为6:1。

上述实施例中，所用原料均为分析纯。

经验证，实施例1-3的喹诺酮类传感器均能快速检测出待测液中对应的目标分子浓度，在实际应用中，该目标溶液可以是但不仅限于是已知喂养了某一种喹诺酮类抗生素的动物排泄物。以下以实施例1为例，对喹诺酮类传感器前驱体、喹诺酮类传感器和喹诺酮类传感器的使用效果的表征以及喹诺酮类传感液的反应原理进行说明。

一、SEM表征结果

图1和图2分别为滤纸放大150倍和10000倍的SEM照片；图3和图4分别为喹诺酮类传感器放大150倍和10000倍的SEM照片。从图1-2可以看出，滤纸呈现出疏松多孔的网状结构，对其单根纤维放大后可见其表面呈毛糙丝状。从图3-4可以看出，喹诺酮类传感器同样是呈疏松多孔的网状结构，并且在对其单根纤维继续放大后可见单根纤维表面已成功覆盖上一层涂层材料。由此可见，喹诺酮类传感液成功地涂覆在了滤纸纤维表面且保持了原来疏松多孔的网状结构，这将有利于质量传递过程，加速对目标分子的吸附速率。其中，SEM照片的拍摄采用扫描电子显微镜(品牌：FEI，型号：Inspect-F，产地：美国)。

二、红外吸收光谱表征结果

为了充分说明喹诺酮类传感器前驱体中的NOR被成功洗脱而增设对照例1，对照例1与实施例1的区别仅在于制备喹诺酮类传感液的组合物中的NOR使用量为0mg；为了便于区分，将实施例1的喹诺酮类传感器命名为MIP，将对照例1的喹诺酮类传感器命名为NIP，下文中沿用该命名。

图5中，曲线a为MIP的红外吸收光谱，曲线b为MIP前驱体的红外吸收光谱，曲线c为的NIP的红外吸收光谱。曲线b中，2944cm^-1处的特征吸收带对应于NOR的乙基，2837cm^-1处的特征吸收带对应于NOR的哌嗪基团的甲基和乙烯基中的不对称和对称C-H的伸缩振动，在曲线a和曲线c中，这两个特征吸收带消失，且曲线a和曲线c的吸收峰几乎完全相同，说明实施例1的MIP前驱体中的NOR被有效洗脱。红外吸收光谱测试采用傅里叶红外吸收光谱仪(品牌：Perkin Elmer，型号：Spectrum Two，产地：美国)。

三、固相荧光检测结果

1.吸附动力学测试

测试方法：首先将MIP放置于NOR溶液中浸泡1min，然后取出干燥并进行固相荧光检测；检测完成后重新放入NOR溶液中浸泡，分别测试浸泡总时间为2min、3min、5min、10min、15min、20min、25min、30min、40min、50min、60min时MIP的固相荧光强度；采用的NOR溶液浓度为10mg/L。测试结果如图6所示。

结果分析：图6中，曲线a为MIP的吸附动力曲线，曲线b为NIP的吸附动力曲线。从曲线a中可以看出，在浸泡时间为20min以内时，MIP保持快速增加的NOR吸附量，随着浸泡时间进一步延长，MIP的NOR吸附量增幅逐渐降低，说明MIP的最佳吸附时间为25min，因此，以下试验的浸泡时间均为25min。在每一个吸附时间下，MIP的NOR吸收量均高于NIP的NOR吸收量，说明MIP对NOR具有记忆性，能够快速吸附NOR。

2.建立NOR浓度与荧光强度的线性关系

测试方法：采用MIP测试浓度分别为10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、60ng/mL、80ng/mL、100ng/mL的NOR溶液的荧光强度，每个浓度重复测试3次。所得荧光光谱图如图7所示，每一条曲线为三次测试中的一次。数据拟合所得线形图如图8所示。

结果分析：图8拟合的回归方程y＝F/F₀＝0.0372C+0.9298，线性相关系数R²＝0.9951，其中，C为NOR浓度，F为对应的荧光强度，F₀为未浸泡任何待测液的MIP的荧光强度。对于未知浓度的NOR溶液，将其荧光强度值代入上述方程式，即可快速计算出其浓度。

荧光强度测试采用荧光光谱仪(品牌：Hitachi，型号：F-7000，产地：日本)，狭缝宽度设定为slitem＝2.5nm，slitexc＝1nm。

3.检出限测试

测试方法：测试未浸泡过任何待测液的MIP的荧光强度和浸泡纯水的MIP的荧光强度，重复测试三次，结果见表1，其中，F为浸泡纯水的MIP的荧光强度，F₀为未浸泡过任何待测液的MIP的荧光强度，S_B为标准偏差。

表1

结果分析：检出限计算公式：x＝(3*S_B)/b，b为y＝F/F₀＝0.0372C+0.9298的斜率，即b＝0.0372，由此得到x＝2.61ng/mL，说明MIP可以检测到的NOR最低浓度为2.61ng/mL。

四、可视化检测

1.荧光发射照片拍摄。

测试方法：采用UV光(λ＝365nm)照射在不同浓度的NOR溶液中浸泡25min后的MIP并拍照。

结果分析：图9为NOR浓度分别为0.1μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、2.5μg/mL、5μg/mL、7.5μg/mL、10μg/mL、15μg/mL、20μg/mL时，MIP的荧光发射照片(已调整为黑白色)，可见，照片颜色具有明显区别且呈线性变化。

2.建立NOR浓度与平均灰度值的线性关系

测试方法：拍摄MIP检测浓度分别为0.1μg/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、15μg/mL、20μg/mL的NOR溶液的荧光发射照片，每个浓度重复拍摄3次。通过Photoshop软件的灰度处理分析所获得的照片并得到平均灰度值，然后进行数据拟合，数据拟合所得线形图如图10所示。

结果分析：图10拟合的回归方程y＝G/G₀＝0.1033C+1.6228，线性相关系数R²＝0.9938，其中，C为NOR浓度，G为对应的荧光强度，G₀为未浸泡NOR溶液的平均灰度值。对于未知浓度的NOR溶液，将其平均灰度值代入上述方程式，即可快速计算出其浓度。

对照例2

与实施例1相比，本对照例的喹诺酮类传感液具有的区别是：制备喹诺酮类传感液的组合物中不含有PMHS。经验证，制备喹诺酮类传感器的过程中，浸渍时间达到60min时也难以在滤纸上形成所需厚度的均匀涂层，且浸渍70min所得的喹诺酮类传感器具有很差的重现性。

对照例3

与实施例2相比，本对照例的喹诺酮类传感器具有的区别是：所述支撑体为未羟基化处理的原始石英纤维。经验证，喹诺酮传感液不能有效附着于石英纤维表面，所得喹诺酮类传感器不能检测出待测液中的CPFX或因吸附的CPFX过少而未达到固相荧光的检出限。

机理探讨：同样以实施例1为例

1、第一混合液放置过程中，NOR与MAA通过氢键结合，形成MAA-NOR；

2、在TFA和水催化下，KH-560、TEOS、OH-TSO和MAA-NOR反应形成内嵌NOR的聚合物；

3、PMHS去除聚合物中的羟基，以减少涂层浸渍时间、提升涂层的均匀性和喹诺酮类传感器的再现性；

4、聚合物中的亲羟基官能团如Si-O-Si与滤纸表面的羟基反应，从而使聚合物附着于滤纸表面。

步骤2中的反应过程以及聚合物分子式还尚无手段可以确定，只能基于公知常识进行合理推导。但是经过上述的试验和表征结果可知，所得喹诺酮类传感器能够有效检测出待测液中的喹诺酮类，并且在洗脱前后，喹诺酮类的红外吸收特征吸收带消失，说明对喹诺酮类具有特异吸附性的传感器被成功制备出。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.喹诺酮类传感器前驱体，其特征在于：包括支撑体和附着于所述支撑体上的涂层，所述涂层为喹诺酮类传感液，所述支撑体表面含有羟基或经过羟基化处理，所述涂层具有亲羟基官能团并通过亲羟基官能团与羟基的反应与所述支撑体连接；

所述喹诺酮类传感液的制备方法包括步骤：

1)获取第一混合液，所述第一混合液包括模板分子、有机溶剂和功能单体；

2)将第一混合液静置一定时间以使功能单体与模板分子通过化学键连接；

3)获取第二混合液，所述第二混合液包括3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、羟基硅油和改性剂；

4)将第二混合液与第一混合液混合均匀，得到第一反应液；

5)获取第三混合液，所述第三混合液包括催化剂；

6)将第三混合液与第一混合液混合均匀，得到第二反应液；

7)获取所述第二反应器的上清液，所得上清液即为喹诺酮类传感液；

所述支撑体为滤纸或棉布；

由该喹诺酮类传感器前驱体制备得到的喹诺酮类传感器可以用于可视化检测。

2.如权利要求1所述的喹诺酮类传感器前驱体，其特征在于：所述功能单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的任意几种；所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲苯、氯仿中的任意几种；所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷；所述催化剂为三氟乙酸的水溶液。

3.如权利要求2所述的喹诺酮类传感器前驱体，其特征在于：各个组分的含量如下：1.8～2.2mg模板分子、500～700μL有机溶剂、4.8～5.6μL功能单体、85～95mg羟基硅油、8～12mg聚甲基氢硅氧烷、50～150μL正硅酸乙酯、30～70μL 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、75～85μL含5％水的三氟乙酸。

4.喹诺酮类传感器，其特征在于：包括支撑体和附着于所述支撑体上的检测层，所述检测层通过去除权利要求1-3之一所述的涂层中的模板分子后得到。

5.权利要求4所述的喹诺酮类传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)获取喹诺酮类传感液；

2)在支撑体上附着所述喹诺酮类传感液，从而在支撑体上形成涂层，即得到喹诺酮类传感器前驱体；

3)去除所述涂层中的模板分子，从而在支撑体上形成检测层，即得到喹诺酮类传感器。

6.如权利要求5所述的喹诺酮类传感器的制备方法，其特征在于：在支撑体上附着所述喹诺酮类传感液的具体过程为：在惰性气氛下，使支撑体浸渍于所述喹诺酮类传感液中。

7.如权利要求6所述的喹诺酮类传感器的制备方法，其特征在于：浸渍时间为20～40min。

8.如权利要求5所述的喹诺酮类传感器的制备方法，其特征在于：去除所述涂层中的模板分子的具体过程为：采用乙酸和甲醇的混合溶液对喹诺酮类传感器前驱体进行洗涤，干燥即得所述喹诺酮类传感器。

9.如权利要求8所述的喹诺酮类传感器的制备方法，其特征在于：所述乙酸和甲醇的体积比为(4～6):1。

10.如权利要求5所述的喹诺酮类传感器的制备方法，其特征在于：还包括在附着之前将支撑体干燥至恒重。

Images