CN112326614B - 一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法及产品和利用其检测铜离子的方法 - Google Patents

一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法及产品和利用其检测铜离子的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法及产品和利用其检测铜离子的方法，属于检测技术领域。本发明利用静电纺丝法制备电纺纤维膜，制备过程中以2,6‑吡啶二羧酸与铕配位聚合物颗粒为原料，利用2,6‑吡啶二羧酸与铕离子之间存在天线效应，从而产生红色荧光，当引入铜离子后，2,6‑吡啶二羧酸与铜离子形成配合物，导致2,6‑吡啶二羧酸与铕离子之间的天线效应被阻断，致使荧光猝灭，最终制得具有铜离子响应性的电纺纤维膜。且通过在包覆于静电纺丝滚筒接收装置上的铝箔表面上均匀贴附圆形盖玻片，使最终制备的电纺纤维膜贴附于圆形盖玻片上，直接形成特定尺寸的圆形膜，克服了打孔或裁减带来的缺陷，保证了膜的传感性能及最终检测结果的准确性。

Description

一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法及产品和利 用其检测铜离子的方法
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法及产品和利用其检测铜离子的方法。
背景技术
可视化的分析技术由于方便、快捷、便于用肉眼观测，并且可以通过紫外可见分光光度计或荧光分光光度计直接读数等优点而备受关注。最为经典的两种可视化分析方法是：比色分析和荧光分析，具有无放射性，且不需要大型昂贵的仪器，检测灵敏度高、时空分辨率高等优点。随着分析科学、即时检测技术(point-of-care testing，POCT)的快速发展，将可视化信号探针负载于固相载体形成可视化的固相传感平台是一个不错的选择，相比于传统的完全基于液相的分析方法，固相传感平台易功能化、易与样品有效分离、方便储存和运输等优点。其中，将静电纺丝技术与可视化传感技术结合也为POCT技术开发了一种新的应用手段。
静电纺丝技术是一种以高分子聚合物为原料，在静电场下制备出非织造结构的柔性纤维膜，是制膜最直接、最简单的方法。所得到的电纺纤维膜具有柔性、三维网状微观结构、孔隙率高、比表面积大、直径小、长径比大、均一性良好、易功能化等优势，这些优势对化学和生物传感性能的提升方面具有非常重要的意义。近些年来，基于静电纺丝技术的薄膜传感分析技术备受研究者们的青睐的原因有：(1)静电纺纤维膜可作为一个较好的载体负载上传感单元和靶物识别位点；(2)与溶液基的传感平台相比，电纺纳米纤维膜便于储存和拿取；(3)是现目前在即时检测(point-of-care testing，POCT)和随时可用(ready-to-use)检测技术最直接的一种传感方法。然而，在电纺纤维传感膜的接收装置方面，具有以下不足：(1)直接用传统铝箔纸作为电纺膜的接收衬底，得到的电纺纤维膜面积较大，需要通过小型打孔器(直径约为6mm)打孔得到小的圆片，打孔过程会对薄膜有效的传感面积造成污损，若用其他裁剪的方式，不能保证每一批次的薄膜传感截面一致，将会影响最终检测结果的准确性；(2)基于铝箔纸的衬底，质地比较柔软，在后续的分析检测中，容易褶皱，不便于拿取；(3)铝箔纸做为衬底，因铝具有两性，在后续传感实验中，若使用了较酸或较碱的溶液，铝箔衬底会被溶解，溶出的杂质对整个传感体系有严重的影响；(4)在荧光分析方面，对于非圆(直径6mm)形状的电纺纤维膜，在荧光传感信号的拾取及搜集方面较为麻烦，需要特殊的固定支架。因此，急需一种具有良好重现性、质地坚硬的电纺纤维膜的制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法；目的之二在于提供一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜；目的之三在于提供利用具有铜离子响应性的电纺纤维膜检测铜离子的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法，所述方法如下：
(1)将聚乙烯醇和2,6-吡啶二羧酸加入铕配位聚合物颗粒的分散液中，至所述聚乙烯醇和2,6-吡啶二羧酸溶解，且与所述铕配位聚合物颗粒混匀，制得电纺前驱液；
(2)在包覆于静电纺丝滚筒接收装置上的铝箔表面上均匀贴附圆形盖玻片，利用静电纺丝法，以步骤(1)中制得的电纺前驱液为原料，制得电纺纤维膜前体，将所述前体置于戊二醛蒸气中交联后，制得具有铜离子响应性的电纺纤维膜，所述电纺纤维膜贴附于圆形盖玻片上。
优选的，步骤(1)中，所述铕配位聚合物颗粒按如下方法制备：将柠檬酸和Eu(NO3)3·6H2O按质量比42:22.3溶于二次水中，然后移至反应釜中，于160℃下反应5-11h，取出冷却至室温后，经透析、离心，获得悬浮液，将所述悬浮液冻干，即可。
优选地，所述透析具体为：以截留分子量为500-1000Da的纤维素透析袋透析48-72h。
优选地，所述离心具体为：以8000-10000rpm的转速离心5-10min。
优选的，步骤(1)中，所述2,6-吡啶二羧酸与铕配位聚合物颗粒的质量比16.7:6。
优选的，步骤(2)中，静电纺丝参数具体为：温度25-35℃，湿度40-55％RH，电压为20-30kV，推注器的喷头与接收装置之间距离为15cm，推注器推注速度0.1mm/min，接收装置中滚筒的转速为5-15rpm，电纺时间为10-30min。
优选的，步骤(1)中，所述电纺前驱液中聚乙烯醇的浓度为10-12wt％。
优选的，所述聚乙烯醇的分子量为88000-89000。
优选的，步骤(2)中，将所述前体置于25-60vol％戊二醛蒸气中于50-70℃下交联6-12h。
优选的，步骤(2)中，所述圆形盖玻片的直径为6mm。
2、由所述的方法制备的具有铜离子响应性的电纺纤维膜。
3、利用所述的具有铜离子响应性的电纺纤维膜检测铜离子的方法，所述方法如下：将贴附有所述电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后将pH为3.5-4.0，含有铜离子的待测液滴加到所述电纺纤维膜上，自然晾干后，转移到黑色不透光96孔板中，最后置于酶标仪中进行荧光检测。
优选的，所述荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法及产品和利用其检测铜离子的方法，本发明利用静电纺丝法制备电纺纤维膜，制备过程中以2,6-吡啶二羧酸与铕配位聚合物颗粒为原料，利用2,6-吡啶二羧酸与铕离子之间存在天线效应，从而产生红色荧光，当引入铜离子后，2,6-吡啶二羧酸与铜离子形成配合物，导致2,6-吡啶二羧酸与铕离子之间的天线效应被阻断，致使荧光猝灭，最终制得具有铜离子响应性的电纺纤维膜，且根据荧光猝灭的程度，可以知道待检测液中铜离子的浓度，实现可视化检测铜离子浓度的目的。本发明中通过优化2,6-吡啶二羧酸与铕配位聚合物颗粒的质量比，从而获得铜离子浓度的最低检测限，同时通过优化静电纺丝参数，将最终制备的电纺纤维膜的厚度控制到最佳厚度，以保证最佳的可视化效果。另外，本发明中通过在包覆于静电纺丝滚筒接收装置上的铝箔表面上均匀贴附圆形盖玻片，使最终制备的电纺纤维膜贴附于圆形盖玻片上，直接形成特定尺寸的圆形膜，使用时无需通过打孔形成圆形膜，从而避免了打孔过程对薄膜有效的传感面积造成污损的缺陷，也避免了通过其他裁剪方式不能保证每一批次的薄膜传感截面一致的缺陷，保证了最终检测结果的准确性。并且，以载玻片为衬底，不但容易拿取，不会出现褶皱，保证了贴附在其上的膜的传感性能，更重要的是，用于较酸或较碱的溶液时，不易被腐蚀，进一步保证了最终检测结果的准确性。该方法简单易操作，对设备要求不高，适合规模化生产。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明中具有Cu2+响应性的电纺纤维膜用于可视化检测Cu2+可行性分析测试结果图；
图2为检测体系pH值对Cu2+可视化检测效果的影响测试结果图(图2中A为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随pH值变化的荧光光谱图，图2中B为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随随pH值变化的可视化照片)；
图3为2,6-吡啶二羧酸(DPA)与铕配位聚合物颗粒的用量对Cu2+检测限的影响测试结果图(图3中A为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随DPA用量变化的荧光光谱图，图3中B为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随DPA用量变化的可视化照片)；
图4为电纺时间对Cu2+可视化检测效果的影响测试结果图(图4中A为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随电纺时间变化的荧光光谱图，图4中B为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随电纺时间变化的可视化照片)；
图5为本发明中电纺纤维膜荧光猝灭程度与Cu2+浓度线性关系测试结果图(图5中A为电纺纤维膜引入不同浓度的Cu2+后的荧光光谱图，图5中B为电纺纤维膜引入不同浓度的Cu2+后荧光强度变化的可视化照片)；
图6为本发明中电纺纤维膜对Cu2+的选择性分析结果图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
制备具有Cu2+响应性的电纺纤维膜
(1)将0.84g柠檬酸和0.446g Eu(NO3)3·6H2O溶于5.0mL二次水中，然后移至25mL聚四氟乙烯反应釜中，于160℃下反应7h，取出冷却至室温后，以截留分子量为500Da的纤维素透析袋透析72h移除残余未反应的柠檬酸和Eu(NO3)3·6H2O，再以8000rpm的转速离心5min，获得悬浮液，将悬浮液冻干，制得铕配位聚合物颗粒。将铕配位聚合物颗粒分散于二次水中，获得浓度为0.6mg/mL的铕配位聚合物颗粒的分散液；
(2)将1.36g分子量为88000-89000的聚乙烯醇(PVA)和16.7mg(10mM)2,6-吡啶二羧酸(DPA)加入10mL浓度为0.6mg/mL的铕配位聚合物颗粒的分散液中，在90℃下搅拌2.5h至聚乙烯醇和2,6-吡啶二羧酸溶解，并与铕配位聚合物颗粒混匀，制得电纺前驱液；
(3)在包覆于静电纺丝滚筒接收装置上的铝箔表面上均匀贴附直径为6mm的圆形盖玻片，设置静电纺丝参数，即温度30℃，湿度48％RH，电压为25kV，推注器的喷头与接收装置之间距离为15cm，推注器推注速度0.1mm/min，接收装置中滚筒的转速为5rpm，电纺时间为20min，利用静电纺丝法，以步骤(2)中制得的电纺前驱液为原料，制得具有Cu2+响应性的电纺纤维膜前体，将该电纺纤维膜前体置于50vol％戊二醛蒸气中于60℃下交联10h后，制得具有Cu2+响应性的电纺纤维膜，该电纺纤维膜贴附于圆形盖玻片上。
实施例2-5
与实施例1的区别在于，步骤(2)中，2,6-吡啶二羧酸(DPA)的用量依次为1.67mg(1mM)、8.35mg(5mM)、33.4mg(20mM)、83.5mg(50mM)。
实施例6-9
与实施例1的区别在于，步骤(3)中，电纺时间依次为10min、30min、40min、50min。
实施例10
本发明中具有Cu2+响应性的电纺纤维膜用于可视化检测Cu2+可行性分析
配制含Cu2+的待测液及空白对照液
取400μL pH值为3.5的BR缓冲液，加入100μL浓度为250μM的Cu2+溶液，最后用超纯水定容至1mL，获得pH值为3.5，Cu2+浓度为25μM的待测液。
取400μL pH值为3.5的BR缓冲液，用超纯水定容至1mL，获得pH值为3.5的空白对照液。
将实施例1中贴附有电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后用移液枪取25μL pH值为3.5，Cu2+浓度为25μM的待测液滴加到电纺纤维膜上，另外再用移液枪取25μL pH值为3.5的空白对照液滴加到另一电纺纤维膜上，自然晾干后，均转移到黑色不透光96孔板中，使贴附电纺纤维膜的一面朝上，最后置于酶标仪中进行荧光检测，荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。检测结果如图1所示，由图1可知，相比未引入Cu2+电纺纤维膜，引入Cu2+的电纺纤维膜，在与Cu2+反应后，其红色荧光强度明显降低，说明本发明中电纺纤维膜具有Cu2+响应性，可用于Cu2+检测。
实施例11
检测体系pH值对Cu2+可视化检测效果的影响
参照实施例7中的方法分别配制pH值依次为1.80、3.50、5.62、7.40、9.38和11.38，Cu2+浓度均为40μM的待测液。
参照实施例7中的方法分别配制pH值依次为1.80、3.50、5.62、7.40、9.38和11.38的空白对照液。
将实施例1中贴附有电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后用移液枪分别取25μL上述不同pH值的待测液滴加到各电纺纤维膜上，各pH值下均设置3个平行组(实验组)，另外再用移液枪分别取25μL不同pH值的空白对照液滴加到另一组电纺纤维膜上，同样各pH下值均设置3个平行组(对照组)，自然晾干后，均转移到黑色不透光96孔板中，使贴附电纺纤维膜的一面朝上，最后置于酶标仪中进行荧光检测，荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。检测结果如图2所示，图2中A为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随pH值变化的荧光光谱图，图2中B为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随随pH值变化的可视化照片，由图2可知，当pH为3.5时，荧光强度猝灭程度出现了最大值。因为当pH小于3.5时，对照组的荧光强度低，这是由于铕配位聚合物表面的羧酸根阴离子在过低pH环境下被质子化，从而降低了与铕离子的配位，从而减弱了红色荧光，进而实验组的Cu2+对其猝灭程度减小。当pH大于3.5时，对照组的荧光强度低，这是由于2,6-吡啶二羧酸在高pH环境中被去质子化，从而通过与铕配位聚合物表面的羧酸根阴离子竞争而与铕离子结合。在这种情况下，生成了2,6-吡啶二羧酸和铕的单配体结构，导致天线效应降低，从而减弱了荧光强度，进而实验组的Cu2+对其猝灭程度减小。
实施例12
2,6-吡啶二羧酸(DPA)与铕配位聚合物颗粒的用量对Cu2+检测限的影响
参照实施例7中的方法配制pH值为3.50，Cu2+浓度为40μM的待测液。
参照实施例7中的方法配制pH值为3.50的空白对照液。
对实施例1至实施例5中制备的电纺纤维膜均做如下处理：
将贴附有电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后用移液枪取25μL pH值为3.5，Cu2+浓度为40μM的待测液滴加到各电纺纤维膜上，设置3个平行组(实验组)，另外再用移液枪取25μL pH值为3.5的空白对照液滴加到另一组电纺纤维膜上，设置3个平行组(对照组)，自然晾干后，均转移到黑色不透光96孔板中，使贴附电纺纤维膜的一面朝上，最后置于酶标仪中进行荧光检测，荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。检测结果如图3所示，由图3可知，图3中A为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随DPA用量变化的荧光光谱图，图3中B为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随DPA用量变化的可视化照片，由图3可知，当DPA用量为10mM，即DPA与铕配位聚合物颗粒的质量比16.7:6时，未引入Cu2+的电纺纤维膜荧光强度最高，而引入了Cu2+的电纺纤维膜荧光强度最弱，荧光强度猝灭程度出现了最大值，说明当DPA与铕配位聚合物颗粒质量比为16.7:6时，能够尽可能地使DPA全部与铕配位聚合物颗粒发生天线效应，后面引入Cu2+后，Cu2+可以直接和已经与铕配位聚合物颗粒发生天线的DPA形成配合物，避免因待测液中存在多余的DPA，后面需要消耗更多的Cu2+与多余DPA形成配合物，从而确保Cu2+的最低检测限。
实施例13
电纺时间对Cu2+可视化检测效果的影响
参照实施例7中的方法配制pH值为3.50，Cu2+浓度为40μM的待测液。
参照实施例7中的方法配制pH值为3.50的空白对照液。
对实施例1、实施例6至实施例9中制备的电纺纤维膜均做如下处理：
将贴附有电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后用移液枪取25μL pH值为3.5，Cu2+浓度为40μM的待测液滴加到各电纺纤维膜上，设置3个平行组(实验组)，另外再用移液枪取25μL pH值为3.5的空白对照液滴加到另一组电纺纤维膜上，设置3个平行组(对照组)，自然晾干后，均转移到黑色不透光96孔板中，使贴附电纺纤维膜的一面朝上，最后置于酶标仪中进行荧光检测，荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。检测结果如图4所示，由图4可知，图4中A为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随电纺时间变化的荧光光谱图，图4中B为实验组和对照组中电纺纤维膜荧光强度随电纺时间变化的可视化照片，由图4可知，随着电纺时间的增加，Cu2+对电纺纤维膜的荧光强度猝灭程度先增加，然后降低，最终达到稳定的趋势。这是因为，如果电纺时间过短，则电纺纤维膜太薄，导致Cu2+完全猝灭其荧光，但还有剩余的Cu2+没发挥作用。如果电纺时间过长，则电纺纤维膜太厚，导致Cu2+对其猝灭效果不明显。在实施例1的电纺条件下，将电纺时间控制在20min，可以保证最终制备的电纺纤维膜的厚度能够使后期Cu2+可视化检测效果最好。
实施例14
参照实施例7中的方法分别配制pH值均为3.50，铜离子浓度依次为2μM、4μM、6μM、8μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、35μM、40μM、45μM的待测液。
参照实施例7中的方法配制pH值为3.50的空白对照液。
将实施例1中贴附有电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后用移液枪分别取25μL上述具体不同Cu2+浓度的待测液滴加到各电纺纤维膜上(实验组)，另外再用移液枪取25μL pH值为3.5的空白对照液滴加到另一电纺纤维膜上(对照组)，自然晾干后，均转移到黑色不透光96孔板中，使贴附电纺纤维膜的一面朝上，最后置于酶标仪中进行荧光检测，荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。检测结果如图5所示，图5中A为电纺纤维膜引入不同浓度的Cu2+后的荧光光谱图，图5中B为电纺纤维膜引入不同浓度的Cu2+后荧光强度变化的可视化照片，由图5可知，电纺纤维膜的荧光强度随着引入Cu2+浓度的增高而减弱，且减弱程度与Cu2+浓度呈线性关系。
实施例15
本发明中电纺纤维膜对Cu2+的选择性分析
(1)取400μL pH值为3.5的BR缓冲液，加入100μL浓度为5mM的Al3+溶液，最后用超纯水定容至1mL，获得pH值为3.5，Al3+浓度为500μM的待测液；以同样的方法，分别配制含Ba2+，Cd3+，Co2+，Cr3+，K+，Hg2+，Mg2+，Ni2+，Na+，Ca2+或Fe3+任一种金属离子的11种待测液，各待测液pH值为3.5，所含金属离子的浓度为500μM。
(2)取400μL pH值为3.5的BR缓冲液，加入100μL浓度为5mM的Al3+溶液和100μL浓度为250μM的铜离子溶液，最后用超纯水定容至1mL，获得pH值为3.5，Al3+浓度为500μM，Cu2+浓度为25μM的待测液；以同样的方法，分别配制含同时含Cu2+和Ba2+，Cd3+，Co2+，Cr3+，K+，Hg2+，Mg2+，Ni2+，Na+，Ca2+或Fe3+任一种金属离子的11种待测液，各待测液pH值为3.5，Cu2+浓度为25μM，另一种金属离子的浓度为500μM。
(3)取400μL pH值为3.5的BR缓冲液，加入100μL浓度为250μM的Cu2+溶液，最后用超纯水定容至1mL，获得pH值为3.5，Cu2+浓度为25μM的待测液。
(4)取400μL pH值为3.5的BR缓冲液，用超纯水定容至1mL，获得pH值为3.5的空白对照液。
将实施例1中贴附有电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后用移液枪分别取25μL步骤(1)中配制的各待测液和步骤(4)中配制的空白对照液滴加到各电纺纤维膜上，另外再用移液枪分别取25μL步骤(2)中配制的各待测液和步骤(3)中配制的待测液滴加到另一组电纺纤维膜上，自然晾干后，均转移到黑色不透光96孔板中，使贴附电纺纤维膜的一面朝上，最后置于酶标仪中进行荧光检测，荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。检测结果如图6所示，由图6可知，由于步骤(1)中配制的各待测液和步骤(4)中配制的空白对照液中均不含有Cu2+，各电纺纤维膜均未出现荧光猝灭的现象，而步骤(2)中配制的各待测液和步骤(3)中配制的待测液中均含有Cu2+，各电纺纤维膜均出现荧光猝灭的现象，说明本发明中电纺纤维膜对Al3+，Ba2+，Cd3+，Co2+，Cr3+，K+，Hg2+，Mg2+，Ni2+，Na+，Ca2+和Fe3+不具有明显的响应，对Cu2+具有明显的选择性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种具有铜离子响应性的电纺纤维膜的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
(1)将聚乙烯醇和2,6-吡啶二羧酸加入铕配位聚合物颗粒的分散液中，至所述聚乙烯醇和2,6-吡啶二羧酸溶解，且与所述铕配位聚合物颗粒混匀，制得电纺前驱液，
所述铕配位聚合物颗粒按如下方法制备：将柠檬酸和Eu(NO3)3·6H2O按质量比42:22.3溶于二次水中，然后移至反应釜中，于160℃下反应5-11h，取出冷却至室温后，经透析、离心，获得悬浮液，将所述悬浮液冻干，即可；
(2)在包覆于静电纺丝滚筒接收装置上的铝箔表面上均匀贴附圆形盖玻片，利用静电纺丝法，以步骤(1)中制得的电纺前驱液为原料，制得电纺纤维膜前体，将所述前体置于戊二醛蒸气中交联后，制得具有铜离子响应性的电纺纤维膜，所述电纺纤维膜贴附于圆形盖玻片上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述2,6-吡啶二羧酸与铕配位聚合物颗粒的质量比16.7:6。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，静电纺丝参数具体为：温度25-35℃，湿度40-55％RH，电压为20-30kV，推注器的喷头与接收装置之间距离为15cm，推注器推注速度0.1mm/min，接收装置中滚筒的转速为5-15rpm，电纺时间为10-30min。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电纺前驱液中聚乙烯醇的浓度为10-12wt％。
5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述前体置于25-60vol％戊二醛蒸气中于50-70℃下交联6-12h。
6.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述圆形盖玻片的直径为6mm。
7.由权利要求1-6任一项所述的方法制备的具有铜离子响应性的电纺纤维膜。
8.利用权利要求7所述的具有铜离子响应性的电纺纤维膜检测铜离子的方法，其特征在于，所述方法如下：将贴附有所述电纺纤维膜的圆形盖玻片从铝箔上取下，然后将pH为3.5-4.0，含有铜离子的待测液滴加到所述电纺纤维膜上，自然晾干后，转移到黑色不透光96孔板中，最后置于酶标仪中进行荧光检测。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述荧光检测的条件为，光谱类型：发射光谱；激发波长：280nm；收集的发射光谱波长范围：550-700nm，增益值：100。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114108183B (zh) * 2021-11-10 2022-11-29 重庆理工大学 一种用于快速检测铁离子的荧光纳米纤维膜及其制备方法
CN114672313B (zh) * 2022-04-28 2023-07-14 陕西科技大学 增强稀土离子发光的水溶性纳米材料的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103046227A (zh) * 2013-01-11 2013-04-17 苏州大学 一种用于检测Cu2+和Fe3+的荧光传感材料、制备方法及应用
CN103981700A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 苏州大学 一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用
WO2016063304A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 Council Of Scientific & Industrial Research Luminescent lanthanide complexes and method of preparation thereof
CN105837830A (zh) * 2016-04-19 2016-08-10 大连理工大学 一种用于对硝基苯酚和铁离子可视化检测的铕配位聚合物的制备方法及其应用
CN107308136A (zh) * 2017-07-05 2017-11-03 西南大学 一种载抗肿瘤药物电纺微米纤维膜及其制备方法
CN108299288A (zh) * 2018-01-30 2018-07-20 阜阳师范学院 一种铜离子荧光传感器分子及制备方法和在检测铜离子中的应用
KR20180106444A (ko) * 2017-03-20 2018-10-01 아주대학교산학협력단 유해물질 검출을 위한 형광 실크 나노섬유 센서
CN108918492A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 武汉理工大学 一种稳定、便携、灵敏、快速检测离子的薄膜及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040201000A1 (en) * 1999-02-19 2004-10-14 Photon-X, Inc. Polymer blends for optical amplification
WO2005040770A1 (en) * 2003-10-22 2005-05-06 Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of, Arizona State University Chemical sensors featuring dual-sensing motifs
CN109283164B (zh) * 2018-09-30 2020-09-22 武汉大学 一种镧系mof纺丝纤维膜作为检测尿酸传感器及制备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103046227A (zh) * 2013-01-11 2013-04-17 苏州大学 一种用于检测Cu2+和Fe3+的荧光传感材料、制备方法及应用
CN103981700A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 苏州大学 一种聚乙烯醇荧光纤维膜、制备方法及其应用
WO2016063304A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 Council Of Scientific & Industrial Research Luminescent lanthanide complexes and method of preparation thereof
CN105837830A (zh) * 2016-04-19 2016-08-10 大连理工大学 一种用于对硝基苯酚和铁离子可视化检测的铕配位聚合物的制备方法及其应用
KR20180106444A (ko) * 2017-03-20 2018-10-01 아주대학교산학협력단 유해물질 검출을 위한 형광 실크 나노섬유 센서
CN107308136A (zh) * 2017-07-05 2017-11-03 西南大学 一种载抗肿瘤药物电纺微米纤维膜及其制备方法
CN108299288A (zh) * 2018-01-30 2018-07-20 阜阳师范学院 一种铜离子荧光传感器分子及制备方法和在检测铜离子中的应用
CN108918492A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 武汉理工大学 一种稳定、便携、灵敏、快速检测离子的薄膜及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
An anionic layered europium(III) coordination polymer for solvent-dependent selective luminescence sensing of Fe3+ and Cu2+ ions andlatent fingerprint detection;Yangwei Shi et al;《Dalton Trans.》;20181120;第17479–17485页 *
Europium coordination polymer particles based electrospun nanofibrous film for point-of-care testing of copper (II) ions;Yu Liang et al;《Talanta》;20210304;第1-9页 *
调控镧系配位聚合物纳米颗粒的荧光以检测鼠脑内的Cu2+浓度;黄鹏程 等;《2015年第十四届全国应用化学年会论文集》;20151231;第208-209页 *

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