CN110715912B - 一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料及其制备方法与应用，硫量子点均匀分布在二氧化锰纳米片上，该复合材料是将浓度为2.7~12.6 mg/mL的硫量子点水溶液与浓度为116~187μg/mL的二氧化锰纳米片水溶液混合后，调节pH至3~9.5后反应而得。本发明复合材料制备方法简单，产物产率高，所得复合材料无毒，生物相容性良好，检测范围宽，灵敏度高，抗干扰能力强，在低浓度、高浓度范围具有分段线性特点，可以实现对胆碱酯酶、含有胆碱酯酶的物质及对胆碱酯酶具有抑制作用的农药等物质的超灵敏检测，具有广泛的潜在应用价值。

Description

一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料及其制备方法与 应用
技术领域
本发明涉及纳米分析领域，具体地说是涉及一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
胆碱酯酶是一类糖蛋白，以多种同功酶的形式存在于人体内，一般分为乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶，其中，丁酰胆碱酯酶（butyrylcholinesterase，简称BChE），亦被称为血清胆碱酯酶，可以催化丁酰胆碱水解。BChE在血清中的含量对冠心病患者、阿尔茨海默病患者得早期诊断与病情发展具有预测价值。
BChE检测最经典与常用的技术为Ellman-试剂法，其检测原理是基于BChE可以特异性催化硫代丁酰胆碱分解产生硫代胆碱并进一步与DTNB结合生成黄色TNB，通过记录吸光度变化实现对BChE的定量检测，该方法具有快速、可视化的优点。然而该方法的灵敏度仍需进一步提高，从而满足对疾病标志物的早期超灵敏检测。
由于荧光法具有灵敏度高的特点，同时基质内其他组分不具有荧光性质，一定程度上降低了基质对分析检测的干扰，受到了更多的关注。PARVARI 及其合作者提出了基于马来酰亚胺（CPM）荧光检测BChE的策略，CPM可以与硫代胆碱形成蓝色的荧光化合物，通过记录其荧光强度实现对BChE的定量检测。无机荧光纳米材料，例如CdTe量子点、碳点也被用于BChE分析检测。唐芳琼教授提出了基于CdTe量子点的BChE分析检测方法，发现胆碱氧化酶可以与硫代胆碱反应产生过氧化氢（H2O2），并进一步将CdTe量子点的荧光猝灭，通过记录荧光强度实现对BChE的定量检测，检测限低至10 U/L。2018年钱兆生教授设计了基于硫代胆碱诱导的碳点荧光恢复体系检测BChE，发现H2O2可以氧化碳点的表面配体，形成碳点的聚集体并发生荧光猝灭，硫代胆碱可以将其还原并引发碳点的分散以及荧光恢复，通过记录碳点的荧光恢复程度，实现对BChE的检测，检测限为2.7 U/L。
虽然上述工作在一定程度上提高了Ellman-试剂法的灵敏度，然而，分析检测的灵敏度仍可以通过对荧光探针设计、目标物识别以及信号输出过程的精细化处理进一步提高。此外，所报道的方法大都基于有机化合物、重金属等对毒性材料与试剂，造成了一定得健康安全与环境污染隐患。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料，以解决现有BchE检测灵敏度低、检测材料与试剂存在毒性的问题。
本发明的目的之二是提供一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的制备方法，以制得对胆碱酯酶特别是丁酰胆碱酯酶具有检测性能的复合材料。
本发明的目的之三是提供一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的应用。
本发明的目的之四是提供一种检测含有胆碱酯酶的物质的方法。
本发明的目的之五是提供一种检测对胆碱酯酶具有抑制作用的农药的方法。
本发明的目的之一是这样实现的：
一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料，硫量子点均匀分布在二氧化锰纳米片上，该复合材料是将浓度为2.7~12.6 mg/mL的硫量子点水溶液与浓度为116~187 μg/mL的二氧化锰纳米片水溶液混合后，调节pH至3~9.5后反应而得。
优选地，所述硫量子点水溶液的浓度为4~10 mg/mL，更优选6~7 mg/mL。
优选地，所述二氧化锰纳米片水溶液的浓度为140~175 μg/mL，更优选150~170 μg/mL。
优选地，所述pH值为4~9.5。
硫量子点有三个特征紫外吸收峰分别位于220 nm、303 nm和370 nm，且硫量子点的最佳激发波长为365 nm，在最佳激发波长下有一个在438 nm处的发射峰。
本发明的目的之二是这样实现的：
一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（a）制备浓度为2.7~12.6 mg/mL的硫量子点水溶液；
（b）制备浓度为116~187 μg/mL的二氧化锰纳米片水溶液；
（c）将硫量子点水溶液与二氧化锰纳米片水溶液混合，调节pH至3~9.5，反应，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
优选地，所述硫量子点水溶液的浓度为4~10 mg/mL，更优选6~7 mg/mL。
优选地，所述二氧化锰纳米片水溶液的浓度为140~175 μg/mL，更优选150~170 μg/mL。
优选地，所述pH值为4~9.5。
所述硫量子点为水溶性硫量子点，其可采用现有技术中已知的方法制得。本发明是首先通过NaOH将升华硫刻蚀成纳米级别的颗粒，然后加入H2O2对其表面进行钝化处理，得到硫量子点。
所述二氧化锰纳米片可采用现有技术中已知的方法制得。本发明采用如下方法制得二氧化锰纳米片水溶液：将氯化锰水溶液与四甲基氢氧化铵水溶液混合，在剧烈搅拌条件下加入双氧水，搅拌至溶液由无色变为黑棕色；离心，收集沉淀，将沉淀分散在水中，超声处理后离心，收集上清液，即得二氧化锰水溶液。
优选地，在搅拌条件下，硫量子点与二氧化锰纳米片于室温反应至少20分钟，优选30分钟。
本发明的目的之三是这样实现的：
一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的应用，其可用于检测胆碱酯酶或含有胆碱酯酶的物质，或对胆碱酯酶具有抑制作用的农药。
所述胆碱酯酶包括乙酰胆碱酯酶和/或丁酰胆碱酯酶。
所述农药包括但不限于对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、敌敌畏和/或毒死蜱。
本发明的目的之四是这样实现的：
一种定量检测丁酰胆碱酯酶或含有丁酰胆碱酯酶的物质的方法，包括如下步骤：
（a）将具有不同已知浓度的丁酰胆碱酯酶、硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到具有不同浓度的混合液；将硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料用作检测物，与具有不同浓度的混合液混合，分别测量其荧光光谱，计算荧光变化比例；以丁酰胆碱酯酶的浓度为横坐标，荧光变化比例为纵坐标，确定荧光变化比例与丁酰胆碱酯酶浓度的线性方程；
（b）将待测样品与硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到待测混合液，将待测混合液与硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料混合，并测量荧光光谱，计算荧光变化比例；
（c）计算待测样品中丁酰胆碱酯酶的含量。
优选地，所述缓冲溶液为磷酸盐（PBS）缓冲液，pH=7.4，组成包括Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl。
步骤（a）、（b）中，选取荧光光谱峰值438 nm（硫量子点的最佳发射波长）处的荧光数据来计算荧光变化比例。
所述硫代胆碱可以为乙酰硫代胆碱、丁酰硫代胆碱等物质中的一种或若干种。
优选地，步骤（a）中，将丁酰胆碱酯酶、乙酰硫代胆碱在缓冲溶液中混合后于37 ℃反应30分钟。
优选地，步骤（b）中，将待测样品、乙酰硫代胆碱在缓冲溶液中混合后于37 ℃反应30分钟；将待测混合液与硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料混合后于30 ℃反应1小时。
步骤（a）中，438nm处的荧光变化比例与丁酰胆碱酯酶浓度的线性方程呈两段线性：当丁酰胆碱酯酶浓度为0.05~10 U/L时，线性方程为FR/FR0 = 1.16568+0.10807 log[BChE]，R2=0.999；当丁酰胆碱酯酶浓度为10~500 U/L时，线性方程为FR/FR0 = 1.03371+0.27272 log [BChE]，R2=0.991；检测限为0.035 U/L。
本发明的目的之五是这样实现的：
一种定量检测对氧磷的方法，包括如下步骤：
（a）将具有不同已知浓度的对氧磷、硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到具有不同浓度的混合液；将硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料用作检测物，与具有不同浓度的混合液混合，分别测量荧光光谱，计算荧光变化比例；以对氧磷的浓度为横坐标，荧光变化比例为纵坐标，确定荧光变化比例与对氧磷浓度的线性相关曲线；
（b）将待测样品与硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到待测混合液，将待测混合液与硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料混合，并测量其荧光光谱，计算荧光变化比例；
（c）计算待测样品中对氧磷的含量。
所述硫代胆碱可以为乙酰硫代胆碱、丁酰硫代胆碱等物质中的一种或若干种。
优选地，所述胆碱酯酶为丁酰胆碱酯酶。
优选地，步骤（a）中，将对氧磷、乙酰硫代胆碱在缓冲溶液中混合后于37 ℃反应30分钟。
优选地，步骤（b）中，将待测样品、乙酰硫代胆碱在缓冲溶液中混合后于37 ℃反应30分钟；将待测混合液与硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料混合后于30℃反应1小时。
步骤（a）中，438nm处的荧光变化比例与对氧磷（Paraoxon）浓度的线性方程为：当对氧磷浓度为0.25~25 ng/mL时，FI/FI0=-0.24 lg[Paraoxon] + 0.72。
本发明对纳米材料进行功能化设计得到了硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料，所得复合材料无毒，生物相容性良好，对丁酰胆碱酯酶相关的物质具有识别能力，并进行有效的信号传导，实现背景信号低、阳性信号强，实现对丁酰胆碱酯酶、含有丁酰胆碱酯酶的物质及对丁酰胆碱酯酶具有抑制作用的农药等物质的超灵敏检测。
本发明复合材料所用原料成本低，无明显的细胞毒性，制备方法简单，易操作，可大规模批量生产，产物产率高，可达50~65%。本发明的检测体系不含有机分子、重金属等毒性试剂与材料，生物毒性低，检测范围宽，灵敏度高，抗干扰能力强，是目前报道方法中检测限最低的方法，在低浓度、高浓度范围具有分段线性特点，可以实现血清等临床复杂样品的检测，对疾病诊断与预测具有指导意义，在临床工作中具有极大的潜在应用。
附图说明
图1为本发明所制得的硫量子点的透射电镜图。
图2为本发明所制得的硫量子点吸收与荧光光谱图。
图3为本发明所制得的二氧化锰纳米片的透射电镜图。
图4为本发明所制得的二氧化锰纳米片的孔径图。
图5~8为实施例1所制得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的元素成像分布图。
图9为实施例1所制得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的荧光变化比例与BchE浓度的线性相关曲线。
图10为采用实施例1所制得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料检测BchE时的抗干扰能力结果图。
图11为采用实施例1所制得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料对不同种类的农药进行检测的相关曲线。
图12为采用实施例1所制得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料检测对氧磷的线性相关曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法，实施例中所用试剂均为分析纯或化学纯，且均可市购或通过本领域普通技术人员熟知的方法制备。下述实施例均实现了本发明的目的。
可采用现有技术中已知的方法制备硫量子点，本发明采用下述方法制备硫量子点：将1.4 g升华硫、4.0 g氢氧化钠、3.2 g聚乙二醇和40 mL高纯水混合，将所得混合溶液加热到70 ℃，搅拌5小时，冷却至室温，向其中加入双氧水溶液（30%），直至出现蓝色荧光停止加入，得到硫量子点水溶液。
将硫量子点水溶液经超声分散处理后，滴在铜网上，随后自然晾干，采用TEM及紫外光谱和荧光光谱对其进行表征，所得结果分别如图1、图2所示。从图1中可以看出，所制得的硫量子点粒径为 ~3.2 nm。从图2中可以看出，硫量子点有三个特征紫外吸收峰分别位于220 nm、303 nm和370 nm，分别归属于n→σ*跃迁以及硫量子点表面的S2 2- 和S8 2-吸收，由荧光激发谱和发射谱可以看出，硫量子点的最佳激发波长为365 nm，在最佳激发波长下有一个在438 nm处的发射峰。
可采用现有技术中已知的方法制备二氧化锰纳米片。本发明采用下述方法制得二氧化锰纳米片：将10 mL浓度为0.3 mol/L的氯化锰溶液与20 mL浓度为0.6 mol/L的四甲基氢氧化铵溶液混合，在剧烈搅拌下加入3 mL双氧水溶液（30%），继续在室温下搅拌，直至溶液由无色变为黑棕色；将黑棕色混浊液于9000转/分钟的转速下离心5分钟，倒去上清液，收集沉淀；将沉淀分散在水中，在40 KHz的工作频率下超声处理10小时，之后在3000转/分钟的转速下离心 10分钟，收集上清液，储存备用。
将上清液经超声分散处理后，滴在铜网上，随后自然晾干，采用TEM对其进行表征，所得结果分别如图3、图4所示。从图3中可以看出，所制备的二氧化锰为纳米片结构。由图4可以看出，二氧化锰纳米片展示出了明显的晶格条纹，尺寸为0.24 nm，归属于二氧化锰的（-111）晶面。
实施例1
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，采用NaOH水溶液调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
将所得产物经超声分散处理并按一定比例混匀后，滴在铜网上，然后自然晾干，采用TEM-Mapping对硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料进行表征，所得结果如图5~8所示。从图中可以看出，成功合成了硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料，且硫量子点均匀分布在二氧化锰纳米片上。
实施例2
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为4 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例3
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为116.7 μg/mL，调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例4
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为140 μg/mL，调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例5
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为186.7 μg/mL，采用调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例6
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，采用调节混合溶液的pH至9.5，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例7
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，采用盐酸水溶液调节混合溶液的pH至3.4，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例8
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为2.7 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为187 μg/mL，调节混合溶液的pH至7，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例9
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为12.6 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为145.8 μg/mL，调节混合溶液的pH至7，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
对比例1
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为1.33 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
对比例2
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为13.3 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
对比例3
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为210 μg/mL，调节混合溶液的pH至7.1，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
对比例4
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，采用调节混合溶液的pH至 14.0，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
对比例5
将2.5 μL硫量子点溶液与14 μL二氧化锰纳米片水溶液混合，加入去离子水至体系总体积为60 μL，使硫量子点的浓度为6.67 mg/mL，二氧化锰纳米片的浓度为163.3 μg/mL，采用调节混合溶液的pH至1.8，于30 ℃下反应1小时，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
实施例10
将10 μL浓度为150 U/L的BChE溶液，5 μL浓度为24 mM的乙酰硫代胆碱溶液以及10 μL PBS缓冲溶液（pH=7.4）混合，37 ℃反应30分钟，得到待测混合液。之后将待测混合液分别加入至实施例1~9及对比例1~4所得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料中，并分别将其转移至荧光比色皿中，测量荧光光谱，选取438 nm处的荧光强度，计算荧光变化比例，所得结果如下表1所示。
表1
Figure 6283DEST_PATH_IMAGE002
实施例11
分别将10 μL浓度为0.15、0.3、1.5、3.0、15.0、30.0、90.0、150.0、300.0、600.0、1500.0 U/L的BChE溶液，5 μL浓度为24 mM的乙酰硫代胆碱溶液以及10 μL PBS缓冲溶液（pH=7.4）混合，使BChE的最终浓度分别为0.05、0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、30.0、50.0、100.0、200.0、500.0 U/L，37 ℃反应30分钟，得到混合液。
之后将混合液加入至实施例1所得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料中，并将其转移至荧光比色皿中，测量荧光光谱，选取438 nm处的荧光强度，计算荧光变化比例，制作荧光变化比例与BChE浓度的线性相关曲线，所得结果如图9所示。
从图9中可以看出，在0.05到500 U/L浓度范围内，荧光变化比例与BChE浓度出现了两段线性，线性方程及其使用范围分别为FR/FR0 = 1.16568+0.10807 log [BChE] (U/L)， R2=0.999 （0.05~10 U/L）和FR/FR0 = 1.03371+0.27272 log [BChE] (U/L)，R2=0.991（10~500 U/L）；检测限为0.035 U/L。
实施例12
将10 μL浓度为150 U/L的BChE溶液，5 μL浓度为24 mM的乙酰硫代胆碱溶液、浓度分别为1.6 mM、2.0 mM、0.29 mM、14 mM、50 μM、2 μM、6 mM、50 μM、50 μM、50 μM、50 μM、50μM、250 μM的Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe3+、葡萄糖（Glu）、丙氨酸（Ala）、组氨酸（His）、谷氨酰胺(Gla)、谷氨酸(Gln)、抗坏血酸（Vc）、半胱胺（Cys）以及10 μL PBS缓冲溶液（pH=7.4）混合，37 ℃反应30分钟，得到待测混合液。之后将待测混合液分别加入至实施例1所得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料中，并分别将其转移至荧光比色皿中，测量荧光光谱，选取438 nm处的荧光强度，计算荧光变化比例，所得抗干扰能力结果如图10所示。从图10中可以看出，干扰物质所引起的荧光恢复均少于20 %，相对于丁酰胆碱酯酶所引起的荧光增强而言，干扰很低。
实施例13
采集人血清，经过抗凝、离心、分离等处理过程，并将血清稀释100倍；然后，将10 μL血清、10 μL乙酰硫代胆碱溶液（12 mM）以及10 μL PBS缓冲溶液（pH=7.4）混合，37℃反应30分钟，得到待测混合液；之后将待测混合液加入至实施例1所得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料中，并将其转移至荧光比色皿中，测量荧光光谱，选取438 nm处的荧光强度，计算荧光变化比例，利用实施例11所得的标准曲线对血清中BChE的浓度进行定量检测。所得结果如下表2所示。
表2
Figure 592598DEST_PATH_IMAGE004
实施例14
分别将5 μL浓度分别为0.3、1.5、3、30、60、150 ng/mL的农药样品对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、敌敌畏、毒死蜱与10 μL的BChE溶液（150 U/L），5 μL乙酰硫代胆碱溶液（24 mM）以及10 μL PBS缓冲溶液（pH=7.4）混合，使上述农药的最终浓度分别为0.05、0.25、0.5、5、10、25 ng/mL，37 ℃反应30分钟，得到各待测混合液。之后将各待测混合液加入至实施例1所得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料中，并将其转移至荧光比色皿中，测量荧光光谱，选取438 nm处的荧光强度，计算荧光变化比例，制作荧光变化比例与上述五种农药浓度的相关曲线，如图11所示，则可以采用硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料对前述五种农药进行定性检测。
分别将5 μL浓度分别为1.5、3、30、60、150 ng/mL的农药样品对氧磷与10 μL的BChE溶液（150 U/L），5 μL乙酰硫代胆碱溶液（24 mM）以及10 μL PBS缓冲溶液（pH=7.4）混合，使对氧磷的最终浓度分别为0.25、0.5、5、10、25 ng/mL，37 ℃反应30分钟，得到各待测混合液。之后将各待测混合液加入至实施例1所得的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料中，并将其转移至荧光比色皿中，测量荧光光谱，选取438 nm处的荧光强度，计算荧光变化比例，制作荧光变化比例与上述农药浓度的线性相关曲线，如图12所示。从图中可以看出，对氧磷的荧光变化比例与其浓度是呈现线性的，线性方程及使用范围分别为FI/FI0=-0.24lg[Paraoxon] + 0.72, (0.25~25 ng/mL)，因此，此方法可用于对氧磷的定量检测。

Claims (10)

1.一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料，其特征在于，硫量子点均匀分布在二氧化锰纳米片上，该复合材料通过以下制备方法得到：
（a）制备浓度为2.7~12.6 mg/mL的硫量子点水溶液；
（b）制备浓度为116~187μg/mL的二氧化锰纳米片水溶液；
（c）将硫量子点水溶液与二氧化锰纳米片水溶液混合，调节pH至3~9.5，在搅拌条件下，硫量子点与二氧化锰纳米片于室温反应至少20分钟，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
2.一种权利要求1所述的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）制备浓度为2.7~12.6 mg/mL的硫量子点水溶液；
（b）制备浓度为116~187 μg/mL的二氧化锰纳米片水溶液；
（c）将硫量子点水溶液与二氧化锰纳米片水溶液混合，调节pH至3~9.5，反应，即得硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料。
3.根据权利要求2所述的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，通过NaOH将升华硫刻蚀成纳米级别的颗粒，然后加入H2O2对其表面进行钝化处理，得到所述硫量子点水溶液。
4.根据权利要求2所述的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（c）中，在搅拌条件下，硫量子点与二氧化锰纳米片于室温反应至少20分钟。
5.一种硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的应用，其特征在于，用于检测胆碱酯酶或含有胆碱酯酶的物质，或对胆碱酯酶具有抑制作用的农药。
6.根据权利要求5所述的硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料的应用，所述农药包括对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、敌敌畏和/或毒死蜱。
7.一种定量检测丁酰胆碱酯酶或含有丁酰胆碱酯酶的物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）将丁酰胆碱酯酶、硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到具有不同浓度的混合液；将硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料用作检测物，与具有不同浓度的混合液混合，分别测量荧光光谱，计算荧光变化比例；以丁酰胆碱酯酶的浓度为横坐标，荧光变化比例为纵坐标，确定荧光变化比例与丁酰胆碱酯酶浓度的线性方程；
（b）将待测样品与硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到待测混合液，将待测混合液与硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料混合，并测量荧光光谱，计算荧光变化比例；
（c）计算待测样品中丁酰胆碱酯酶的含量。
8.根据权利要求7所述的定量检测丁酰胆碱酯酶或含有丁酰胆碱酯酶的物质的方法，其特征在于，步骤（a）中，438nm处的荧光变化比例与丁酰胆碱酯酶浓度的线性方程呈两段线性：当丁酰胆碱酯酶浓度为0.05~10 U/L时，线性方程FR/FR0 = 1.16568+0.10807 log[BChE]，R2=0.999；当丁酰胆碱酯酶浓度为10~500 U/L时，线性方程FR/FR0 = 1.03371+0.27272 log [BChE]，R2=0.991。
9.一种定量检测对氧磷的方法，特征在于，包括如下步骤：
（a）将对氧磷、硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到具有不同浓度的混合液；将硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料用作检测物，与具有不同浓度的混合液混合，分别测量荧光光谱，计算荧光变化比例；以对氧磷的浓度为横坐标，荧光变化比例为纵坐标，确定荧光变化比例与对氧磷农药浓度的线性方程；
（b）将待测样品与硫代胆碱在缓冲溶液中混合，得到待测混合液，将待测混合液与硫量子点/二氧化锰纳米片复合材料混合，并测量荧光光谱，计算荧光变化比例；
（c）计算待测样品中对氧磷的含量。
10.根据权利要求9所述的定量检测对氧磷的方法，其特征在于，步骤（a）中，438nm处的荧光变化比例与对氧磷浓度的线性方程为：当对氧磷浓度为0.25~25 ng/mL时，FI/FI0=-0.24 lg[Paraoxon] + 0.72。
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