CN113109311B - 一种智能手机和可视化试纸双模检测Pi,中性红和肝素的试剂及检测方法 - Google Patents

一种智能手机和可视化试纸双模检测Pi,中性红和肝素的试剂及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于智能手机和可视化试纸双模检测无机磷酸(Pi),中性红和肝素的试剂，所述试剂的制备方法如下：将将Zn(NO3)2·6H2O溶解于无水甲醇中，接着加入2‑甲基咪唑和EY，搅拌18h，离心，用乙醇溶液洗涤，真空中干燥得到目标产物ZIF‑8@EY。通过荧光分光光度计可以连续性检测Pi，中性红和肝素的含量。该检测过程简便、灵敏、快速，检测结果准确。

Description

一种智能手机和可视化试纸双模检测Pi,中性红和肝素的试 剂及检测方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种智能手机和可视化试纸双模检测Pi,中性红和肝素的试剂荧光检测。
背景技术
最新研究表明，无机磷酸盐(Phosphate,Pi)作为自然界中典型的分析物之一，不仅在维持生物电解质和酸碱平衡中发挥重要作用，而且可以为水生植物生长提供所需营养物质。关于中性红，如果人体意外摄入或长期暴露于富含中性红的环境中，其会对眼睛或呼吸道造成一定程度的刺激。最后，肝素作为肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生的天然抗凝物质，临床上常用于血栓栓塞性疾病、心肌梗死、心血管手术、心导管检查、体外循环、血液透析等。随着肝素需求的增加，相关制药厂将大量含肝素的废水排放到大自然中。因此，开发一种快速检测Pi，中性红和肝素的试剂具有重大的研究意义。
目前可以连续性检测这三种待测物的探针还尚未开发。因此开发一种基于智能手机和可视化试纸双模检测Pi,中性红和肝素的试剂显得尤为重要。
在本发明合成了一种基于Zn-MOF的化合物，基于不同的机理对Pi，中性红和肝素进行连续性检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成简单、操作方便、可视化、智能化定量检测Pi,中性红和肝素试剂。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种连续性检测Pi,中性红和肝素的试剂：ZIF-8@EY，结构如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0003053554060000011
上述的一种连续性检测Pi,中性红和肝素试剂的试剂，制备方法包括如下步骤：
将将Zn(NO3)2·6H2O溶解于无水甲醇中，加入2-甲基咪唑和EY，搅拌18h，离心，用乙醇溶液洗涤，真空中干燥得到目标产物ZIF-8@EY。
上述的一种连续性检测Pi,中性红和肝素试剂的试剂，按质量比，Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑：EY＝0.372:0.41:0.09。
一种基于智能手机和可视化试纸双模式检测Pi的方法：步骤为：
(1)、配置上述的ZIF-8@EY探针原液：将5mg ZIF-8@EY加入50mL HEPES溶液中(pH＝7)，超声搅拌5min；
(2)、检测Pi:将不同浓度的Pi溶液(0-160μM,pH＝7)逐渐加入ZIF-8@EY的2ml原液中，在荧光分光光度仪上检测，随着待测样的加入，537nm处的荧光强度逐渐增强，以Pi浓度为横坐标，以相对荧光强度I537为纵坐标绘制图，得到Pi检测工作曲线；线性回归方程为：Y＝1.0473c+76.9173，c的单位为10-6mol/L；
(3)、检测中性红：在检测完Pi的基础上，逐渐向ZIF-8@EY/Pi体系中加入中性红(0-100μM)，同时在荧光光谱仪上测定537nm与631nm处的荧光强度，以中性红浓度为横坐标，以相对荧光强度比值(I631/I537)为纵坐标绘制图，得到中性红检测工作曲线；线性回归方程为：F631/F537＝0.0402c+0.0666，c的单位为10-6mol/L；
(4)、检测肝素：在检测完Pi和中性红的基础上，逐渐向ZIF-8@EY/Pi/中性红体系中加入肝素(0-60μM)，同时在荧光光谱仪上测定537nm与631nm处的荧光强度，以肝素浓度为横坐标，以相对荧光强度比值(I631/I537)为纵坐标绘制图，得到肝素检测工作曲线；线性回归方程为：F631/F537＝0.1710c+8.2580，c的单位为10-6mol/L；将测得的荧光强度代入线性回归方程，即可求得肝素的浓度。
本发明的ZIF-8@EY可基于智能手机和可视化试纸对Pi，中性红和肝素双模式检测。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：1、检测体系成本低廉，且一步合成；2、本发明的检测方法，对Pi,中性红和肝素这三种目标物质进行了连续性检测；3、检测手段简单，只需要借助荧光光谱仪即可实现；4、三种目标物的荧光变化现象均不同；5、可提供智能手机/可视化试纸的双模式检测。
附图说明
图1是ZIF-8@EY的SEM示意图。
图2a是ZIF-8@EY与Pi响应的荧光发射图。
图2b是ZIF-8@EY与Pi响应的工作曲线。
图3a是ZIF-8@EY/Pi与中性红响应的荧光发射图。
图3b是ZIF-8@EY/Pi与中性红响应的工作曲线。
图4a是ZIF-8@EY/Pi/中性红与肝素响应的荧光发射图。
图4b是ZIF-8@EY/Pi/中性红与肝素响应的工作曲线。
图5是ZIF-8@EY基于智能手机和可视化试纸对Pi，中性红和肝素进行双模式检测。
具体实施方式
实施例1
将Zn(NO3)2·6H2O(0.372g,1.25mmol)溶解于20mL无水甲醇中，接着加入2-甲基咪唑(0.41g,5mmol)和EY(90mg)。搅拌18h，离心，用乙醇溶液洗涤，真空中干燥得到ZIF-8@EY，结构式如式(Ⅰ)所示，图1是ZIF-8@EY的SEM图。
实施例2
用微量进样器向含有ZIF-8@EY原液的比色皿中加入Pi，边加样品边在荧光分光光度仪上进行波谱记录，随着Pi的加入，537nm处荧光强度逐渐增强，Pi加入的浓度为(0、20、40、60、80、100、120、140、160μM)，荧光光谱上F537相对荧光强度为(73、101、120、144、156、179、202、226、245a.u.)。接着以Pi浓度为横坐标，以I537处荧光强度为纵坐标绘制图(见图1)，得到Pi检测工作曲线；线性回归方程为：Y＝1.0473c+76.9173，c的单位为10-6mol/L。荧光发射图和线性回归方程见图2a和图2b。
用微量进样器向含有ZIF-8@EY/Pi的比色皿中加入中性红，边加样品边在荧光分光光度仪上进行波谱记录，随着中性红的加入，537nm处荧光强度逐渐减弱而631nm处荧光增强，中性红加入的浓度为(0、10、20、30、40、50、60μM)，荧光光谱上F631/F537相对的荧光强度比值为(0.16、0.43、0.72、1.18、1.7、2.12、2.5)，接着以中性红浓度为横坐标，以荧光强度比值F631/F537为纵坐标绘制图(见图3b)，如此绘制关于中性红检测工作曲线；线性回归方程为F631/F537＝0.0402c+0.0666，c的单位为10-6mol/L。荧光发射图和线性回归方程见图3a和图3b。
用微量进样器向含有ZIF-8@EY/Pi/中性红的比色皿中加入肝素，边加样品边在荧光分光光度仪上进行波谱记录，随着肝素的加入，537nm处荧光强度逐渐恢复而631nm处的荧光强度下降，肝素加入的浓度为(0、10、20、30、40μM)，荧光光谱上F631/F537相对的荧光强度比值为(8.25、6.85、4.82、2.98、1.51)，接着以肝素的浓度为横坐标，以荧光强度I537为纵坐标绘制图(见图4b)，得到肝素检测工作曲线；线性回归方程为：F631/F537＝-0.1710c+8.2580，c的单位为10-6mol/L。荧光发射图和线性回归方程见图4a和图4b。
实施例3
将2×2cm2的特制滤纸浸入均匀的ZIF-8@EY溶液(4mg/mL)中浸泡6min后晾干。然后，将不同浓度分析物(Pi、中性红、肝素)溶液依次均匀地喷涂在制备好的探针试纸上，干燥，并在365nm手提式紫外灯下拍照。运用智能手机的Color Assist软件，依次计算出加入不同分析物后显色试纸所对应的R、G、B，并以B/R+G+B为纵坐标，Pi,中性红和肝素的浓度为横坐标绘制三种分析物所各自对应的工作曲线。Pi:加入的浓度依次为(0、0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM)，B/R+G+B的比值为(0.28、0.26、0.241、0.223、0.21)，绘制所得的工作曲线方程式为：Y＝-0.0885c+0.2782；中性红：加入的浓度依次为(0、0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM,1mM),B/R+G+B的比值为(0.21、0.204、0.195、0.188、0.182、0.173)，相对应的工作曲线为Y＝-0.0368c+0.2104；肝素：加入的浓度依次为(0、0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM),B/R+G+B的比值为(0.173、0.179、0.184、0.193、0.20)，相对应的工作曲线为Y＝0.0341c+0.1722；检测原理图见图5。

Claims (3)

1.一种基于智能手机和可视化试纸双模式检测Pi、中性红和肝素的方法：其特征在于，步骤为：
（1）、配置ZIF-8@EY探针原液：将5 mgZIF-8@EY加入50 mLHEPES溶液中pH=7，超声搅拌5min；
（2）、检测Pi:将不同浓度的Pi溶液0-160µM, pH=7逐渐加入ZIF-8@EY的2ml原液中，在荧光分光光度仪上检测，随着待测样的加入，537nm处的荧光强度逐渐增强，以Pi浓度为横坐标，以相对荧光强度I537为纵坐标绘制图，得到Pi检测工作曲线；线性回归方程为：Y=1.0473c+ 76.9173，c的单位为10-6 mol/L；
（3）、检测中性红：在检测完Pi的基础上，逐渐向ZIF-8@EY/Pi体系中加入中性红0-100µM，同时在荧光光谱仪上测定537 nm与631 nm处的荧光强度，以中性红浓度为横坐标，以相对荧光强度比值I631 / I537为纵坐标绘制图，得到中性红检测工作曲线；线性回归方程为：F631 / F537= 0.0402c +0.0666，c的单位为10-6 mol/L；
（4）、检测肝素：在检测完Pi和中性红的基础上，逐渐向ZIF-8@EY/Pi/中性红体系中加入肝素0-60 µM，同时在荧光光谱仪上测定537 nm与631 nm处的荧光强度，以肝素浓度为横坐标，以相对荧光强度比值I631 / I537为纵坐标绘制图，得到肝素检测工作曲线；线性回归方程为：F631 / F537 = 0.1710c+8.2580，c的单位为10-6 mol/L；将测得的荧光强度代入线性回归方程，即可求得肝素的浓度；
（5）、将2 × 2 cm2的特制滤纸浸入均匀的4 mg/mLZIF-8@EY溶液中浸泡6 min后晾干，ZIF-8@EY试剂的定制试纸被制备得到；然后，分别将含有不同浓度Pi、中性红、肝素的溶液依次均匀地喷涂在制备好的探针试纸上，并在365 nm手提式紫外灯下拍照；运用智能手机上Color Assist软件，依次计算出加入Pi,中性红和肝素后显色试纸所对应的R、G、B，并以B/R+G+B为纵坐标，三种目标分析物的工作曲线被建立；Pi对应工作曲线为： Y=-0.0885c+0.2782；中性红对应工作曲线为：Y=-0.0368c+0.2104;肝素对应工作曲线为：Y=0.0341c+0.1722；
所述的ZIF-8@EY，结构如式（Ⅰ）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（Ⅰ）。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机和可视化试纸双模式检测Pi、中性红和肝素的方法，其特征在于，所述的ZIF-8@EY制备方法包括如下步骤：
将Zn(NO3)2·6H2O 溶解于无水甲醇中，加入2-甲基咪唑和EY，搅拌18 h，离心，用乙醇溶液洗涤，真空中干燥得到目标产物ZIF-8@EY。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机和可视化试纸双模式检测Pi、中性红和肝素的方法，其特征在于，按质量比，Zn(NO3)2·6H2O：2-甲基咪唑：EY=0.372:0.41:0.09。
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