CN116465872A - 一种快速检测微囊藻毒素方法 - Google Patents
一种快速检测微囊藻毒素方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116465872A CN116465872A CN202310511881.2A CN202310511881A CN116465872A CN 116465872 A CN116465872 A CN 116465872A CN 202310511881 A CN202310511881 A CN 202310511881A CN 116465872 A CN116465872 A CN 116465872A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- microcystin
- carbon quantum
- nano silver
- quantum dot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- SRUWWOSWHXIIIA-UKPGNTDSSA-N Cyanoginosin Chemical compound N1C(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@@H](C)[C@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)C(=C)N(C)C(=O)CC[C@H](C(O)=O)N(C)C(=O)[C@@H](C)[C@@H]1\C=C\C(\C)=C\[C@H](C)[C@@H](O)CC1=CC=CC=C1 SRUWWOSWHXIIIA-UKPGNTDSSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 108010067094 microcystin Proteins 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 108010049746 Microcystins Proteins 0.000 claims abstract description 21
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 5
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 80
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 16
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 10
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 9
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 4
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 238000002866 fluorescence resonance energy transfer Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- DIDLWIPCWUSYPF-UHFFFAOYSA-N microcystin-LR Natural products COC(Cc1ccccc1)C(C)C=C(/C)C=CC2NC(=O)C(NC(CCCNC(=N)N)C(=O)O)NC(=O)C(C)C(NC(=O)C(NC(CC(C)C)C(=O)O)NC(=O)C(C)NC(=O)C(=C)N(C)C(=O)CCC(NC(=O)C2C)C(=O)O)C(=O)O DIDLWIPCWUSYPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JIGDOBKZMULDHS-UHFFFAOYSA-N cyanogenosin-RR Natural products N1C(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(C)C(C(O)=O)NC(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(C)NC(=O)C(=C)N(C)C(=O)CCC(C(O)=O)NC(=O)C(C)C1C=CC(C)=CC(C)C(OC)CC1=CC=CC=C1 JIGDOBKZMULDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 108010073357 cyanoginosin LR Proteins 0.000 description 7
- JIGDOBKZMULDHS-UUHBQKJESA-N microcystin RR Chemical compound C([C@H](OC)[C@@H](C)\C=C(/C)\C=C\[C@H]1[C@@H](C(=O)N[C@H](CCC(=O)N(C)C(=C)C(=O)N[C@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N[C@H]([C@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N1)C(O)=O)C(O)=O)C)C1=CC=CC=C1 JIGDOBKZMULDHS-UUHBQKJESA-N 0.000 description 7
- ZYZCGGRZINLQBL-GWRQVWKTSA-N microcystin-LR Chemical compound C([C@H](OC)[C@@H](C)\C=C(/C)\C=C\[C@H]1[C@@H](C(=O)N[C@H](CCC(=O)N(C)C(=C)C(=O)N[C@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H]([C@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N1)C(O)=O)C(O)=O)C)C1=CC=CC=C1 ZYZCGGRZINLQBL-GWRQVWKTSA-N 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 108010004476 microcystin RR Proteins 0.000 description 6
- JIGDOBKZMULDHS-HZJVMCKBSA-N microcystin RR Natural products CO[C@@H](Cc1ccccc1)[C@@H](C)C=C(C)C=C[C@@H]2NC(=O)[C@H](CCCNC(=N)N)NC(=O)[C@@H](C)[C@@H](NC(=O)[C@H](CCCNC(=N)N)NC(=O)[C@@H](C)NC(=O)C(=C)N(C)C(=O)CC[C@@H](NC(=O)[C@H]2C)C(=O)O)C(=O)O JIGDOBKZMULDHS-HZJVMCKBSA-N 0.000 description 6
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 description 4
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 208000002699 Digestive System Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000192701 Microcystis Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007059 acute toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000403 acute toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 201000010989 colorectal carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 231100000784 hepatotoxin Toxicity 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 201000007270 liver cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000014018 liver neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/58—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing copper, silver or gold
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6432—Quenching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开一种快速检测微囊藻毒素方法，属于微囊藻毒素检测技术领域。本发明利用水热合成法，以苯酚、乙二胺为原料制成荧光碳量子点，以硝酸银、硼氢化钠、柠檬酸钠为原料制备了纳米银溶胶。同时利用碳量子点和纳米银之间的FRET效应与微囊藻毒素的聚集作用，实现了对于水样中微囊藻毒素含量的定量定性测定，并确定了最佳检测条件，实现水样中微囊藻毒素高选择性、高灵敏度、低成本检测，具有实际应用价值。
Description
技术领域
本发明属于微囊藻毒素检测技术领域，具体涉及一种快速检测微囊藻毒素方法。
背景技术
微囊藻毒素(Microcystins，MCs)是一种环状七肽化合物，该化合物具备生物活性且分布广泛，进入人体后会以人体的肝脏作为靶细胞，对其进行攻击，是一种常见的肝脏毒素。微囊藻毒素存在80种多种异构体，LR、YR和RR型是分布最广、含量最大、毒性最强的三种。其中微囊藻毒素-LR的毒性和急性毒性尤其强烈。此外，长期处在被微囊藻毒素污染的环境下，将大幅度提升周围人群的癌症发病率。水资源中微囊藻毒素对人类生命健康可能造成的各种危害已不容小觑。人体长时间摄入含有低浓度的微囊藻毒素的水源将大大提高肝癌、大肠癌和胃肠道肿瘤等疾病的发病率。此外，微囊藻毒素具有稳定的化学性质，能够在人体和动物体内停留并富集，长时间地食用此类被污染的食物也会同样对人类的生命健康造成威胁。因此，探究一种新颖的检测水源中微囊藻的含量的方法对预防人类疾病和保护人体健康具有重要的意义。
而目前检测微囊藻毒素的现有技术中，依旧采用的是拉曼等复杂的检测手段，仪器设备费用高昂，检测速度慢、效率差，完全不能满足目前对于微囊藻毒素的检测需求。
相对于复杂的仪器检测方法，荧光光谱法检测操作简单快速、对检测物反应灵敏度高。应用荧光共振能量转移(FRET)效应来检测微囊藻毒素相比而言即灵敏又便捷。
荧光碳量子点(CQDs)是一种新式荧光纳米材料，该材料拥有发射波长灵活可调、荧光强度稳定等诸多优良性能，这使得这种新式纳米材料在传感领域广受欢迎。银纳米粒子(AgNPs)具有消光系数高、制备简便、生物相容性好等优点，能够在FRET效应中作为能量受体进行试验。以银纳米颗粒(AgNPs)作为一种检测微囊藻毒素的原料，检测灵敏度高、选择性好，而且通过紫外分析就可得到微囊藻毒素含量的结果，价格相对适中，具有潜在的应用潜力。因此，如何利用银纳米颗粒和荧光碳量子点开发一种利用荧光效应实现微囊藻毒素的快速检测，是目前研究的热点。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，公开一种利用荧光效应实现水中微囊藻毒素的快速、高选择性定性和定量检测，原料易得，检测方便灵敏。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种快速检测微囊藻毒素方法，包括以下制备步骤：
(1)制备碳量子点溶液；
(2)制备纳米银溶液；
(3)标准曲线确定：将碳量子点溶液和纳米银溶液均匀混合，加入不同浓度的微囊藻毒素标准溶液，充分震荡反应，再加入磷酸盐缓冲溶液稀释，在314nm的激发波长下进行荧光光谱扫描，记录荧光强度并绘制标准曲线；
(4)水样预处理：将需要检测的水样进行离心处理，去除水中不溶物，取上层清液，得到待测水样；
(5)样品检测：将碳量子点溶液和纳米银溶液均匀混合，加入待测水样，充分震荡反应，再加入磷酸盐缓冲溶液稀释，在室温下充分振荡反应，在314nm的激发波长下进行荧光光谱扫描，记录荧光强度，根据标准曲线计算，以确定样品中微囊藻毒素的浓度，
实现微囊藻毒素的定性和定量检测。
进一步的，步骤(1)所述碳量子点溶液的制备方法为：取25mL的0.1mol/L的苯酚溶液和0.15mL的乙二胺超声混合15min，而后转移到不锈钢高压反应釜中，在200℃的恒温干燥箱中反应12小时，制得暗黄色混合溶液，再加入20mL超纯水稀释，在离心机中离心15min，取上清液在透析袋透析5小时得到碳量子点溶液。
进一步的，步骤(2)纳米银溶液的制备方法为：室温下，向剧烈搅拌的75mL的2.0mmol/L硼氢化钠溶液中，逐滴加入20mL的1.0mmol/L硝酸银溶液，持续搅拌10min，得到混合液；再将5mL的10g/L柠檬酸钠溶液快速滴入混合液中得到稳定胶体，再持续搅拌20min后，装入100mL棕色瓶中，于4℃下储存放置，稳定后得到纳米银溶液。
进一步的，步骤(3)和步骤(5)中碳量子点溶液的用量为200μL，纳米银溶液的用量为400μL，磷酸盐缓冲溶液稀释到5mL，碳量子点溶液和纳米银溶液混合温度控制为25℃。
进一步的，步骤(3)和步骤(5)中磷酸盐缓冲溶液的pH为8。
进一步的，步骤(4)离心处理转速为5000r/min，离心时间10min。
进一步的，步骤(5)震荡反应时间不少于3min。
本发明根据荧光碳量子点和银纳米粒子混合体系的FRET理论，即银纳米粒子能够有效的使碳量子点的荧光猝灭，而微囊藻毒素可以使荧光恢复，根据恢复程度实现微囊藻毒素定性和定量检测。
有益效果
本发明利用水热合成法，以苯酚、乙二胺为原料制成荧光碳量子点，合成途径安全简便，成品荧光现象良好。以硝酸银、硼氢化钠、柠檬酸钠为原料制备了纳米银溶胶。同时确定了最佳检测条件，实现水样中微囊藻毒素高选择性、高灵敏度、低成本检测，具有实际应用价值。
附图说明
图1为荧光强度随碳量子点溶液加入量的变化关系图；
图2为荧光强度随纳米银溶液加入量的变化关系图；
图3为荧光强度随乙酸缓冲溶液pH的变化关系图；
图4为荧光强度随磷酸缓冲溶液pH的变化关系图；
图5为荧光强度随反应温度的变化关系图；
图6为荧光强度随反应时间的变化关系图；
图7为荧光强度随微囊藻毒素-LR浓度的变化关系图；
图8为微囊藻毒素-LR标准曲线图；
图9为荧光强度随微囊藻毒素-RR浓度的变化关系图；
图10为微囊藻毒素-RR标准曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种快速检测微囊藻毒素方法，包括以下制备步骤：
(1)制备碳量子点溶液：取25mL的0.1mol/L的苯酚溶液和0.15mL的乙二胺超声混合15min，而后转移到不锈钢高压反应釜中，在200℃的恒温干燥箱中反应12小时，制得暗黄色混合溶液，再加入20mL超纯水稀释，在离心机中离心15min，取上清液在透析袋透析5小时得到碳量子点溶液；
(2)制备纳米银溶液：室温下，向剧烈搅拌的75mL的2.0mmol/L硼氢化钠溶液中，逐滴加入20mL的1.0mmol/L硝酸银溶液，持续搅拌10min，得到混合液；再将5mL的10g/L柠檬酸钠溶液快速滴入混合液中得到稳定胶体，再持续搅拌20min后，装入100mL棕色瓶中，于4℃下储存放置，稳定后得到纳米银溶液；
(3)标准曲线确定：25℃下，将200μL碳量子点溶液和400μL纳米银溶液均匀混合，加入2.5mL不同浓度的微囊藻毒素标准溶液，充分震荡反应，再加入pH为8的磷酸盐缓冲溶液稀释至5mL，在314nm的激发波长下进行荧光光谱扫描，记录荧光强度并绘制标准曲线；
(4)水样预处理：将需要检测的水样进行离心处理，去除水中不溶物，取上层清液，得到待测水样；
(5)样品检测：25℃下，将200μL碳量子点溶液和400μL纳米银溶液均匀混合，加入2.5mL待测水样，充分震荡反应，再加入pH为8的磷酸盐缓冲溶液稀释至5mL，在室温下充分振荡反应，在314nm的激发波长下进行荧光光谱扫描，记录荧光强度，根据标准曲线计算，以确定样品中微囊藻毒素的浓度，实现微囊藻毒素的定性和定量检测。
步骤(4)离心处理转速为5000r/min，离心时间10min。
步骤(5)震荡反应时间为3min。
实施例2
检测参数的确定，相关物质制备方法参考实施例1。
CQDs/AgNPs的比例
分别在5mL试管中加入400μL的纳米银溶液、2.5mL的微囊藻毒素标准溶液(0.1mmol/L)和100、200、300、400、500μL的碳量子点溶液，用pH为4.5的乙酸盐缓冲溶液稀释上述溶液至5mL，调节激发波长为314nm，在该波长下扫描上述溶液的荧光光谱，结果如图1所示，当碳量子点溶液添加量在200μL时荧光强度差值较大，原因可能与碳量子点自身的分散性有关，故选择碳量子点加入量为200μL。
其次是纳米银用量的确定：分别在5mL试管中加入200μL的碳量子点溶液、2.5mL的微囊藻毒素标准溶液(0.1mmol/L)和0、100、200、300、400、500、600μL的纳米银溶液，用pH为4.5的乙酸盐缓冲溶液稀释上述溶液至5mL，调节激发波长为314nm，在该波长下扫描上述溶液的荧光光谱，结果见图2，在纳米银溶液加入量为400μL后荧光强度无明显变化，原因可能与纳米银自身的聚集有关，故选择纳米银加入量为400μL。综上，CQDs/AgNPs的比例为1：2时荧光峰值最高，随着碳量子点或者纳米银用量的增加，峰值逐渐降低，该现象是因为当体系中CQDs/AgNPs的含量较大时，微囊藻毒素含量相对而言就会较低，对于FRET效应不能发生良好的抑制作用，故选择碳量子点加入量为200μL纳米银加入量为400μL。
缓冲溶液pH的选择
在5mL试管中加入200μL的碳量子点溶液、400μL的纳米银溶液和2.5mL的微囊藻毒素标准溶液(0.1mmol/L)，分别用pH为3.5、4、4.5、5、5.5的乙酸盐缓冲溶液和pH为6、6.5、7、7.5、8、8.5的磷酸盐缓冲溶液稀释到5mL,调节激发波长为314nm，在该波长下扫描上述溶液的荧光光谱，结果见图3、4，当pH＝5.0时，体系荧光强度虽然恢复较好，但当pH达到5.5时，峰值迅速下降，说明该pH下的乙酸盐缓冲溶液不够稳定；采用pH为8的缓冲溶液体系的荧光强度恢复最好，当pH＝8时，荧光峰值最高，原因可能是随着溶液pH的持续增大，溶液中的微囊藻毒素的表面表现为电负性，抑制了纳米银粒子的聚集现象，故造成荧光强度变化不明显的现象。由此，pH＝8的磷酸盐缓冲溶液为最佳选择。
反应温度的选择
在5mL试管中加入200μL的碳量子点溶液、400μL的纳米银溶液和2.5mL的微囊藻毒素标准溶液(0.1mmol/L)，用磷酸盐缓冲溶液(pH＝8)稀释上述溶液至5mL，分别置于15℃、20℃、25℃、30℃、40℃、50℃下充分反应，测其荧光强度，结果如图5，采用25℃为反应温度荧光恢复强度最强。当温度为25℃左右时，碳量子点和纳米银粒子反应更加充分，微囊藻毒素可以有效的抑制FRET效应，使得荧光强度最大。而当温度较低时荧光恢复较弱，原因可能是微囊藻毒素在低温下与CQDs/AgNPs体系未能充分反应；而温度过高时荧光较弱原因可能为纳米银粒子在高温下不易发生团聚。
反应时间的选择
在5ml试管中加入200ul的碳量子点溶液、400μL的纳米银溶液和2.5ml的微囊藻毒素标准溶液(0.1mmol/L)，用磷酸盐缓冲溶液(pH＝8)稀释上述溶液至5mL,在室温下充分振荡反应1、2、3、4、5、6、7min，扫描上述溶液的荧光谱图，记录其荧光强度，结果如图6所见，反应3分钟后荧光强度达到稳定状态。当反应时间为3分钟时，荧光体系处于相对平稳的环境中，由此反应的时间以3分钟为最佳。
实施例3
标准曲线的绘制
分别在5mL试管中加入200μL碳量子点溶液，400μL纳米银溶液和不同浓度的LR或者RR型微囊藻毒素溶液，用磷酸盐缓冲溶液(pH＝8)稀释为5mL，在25℃下充分振荡3分钟使反应完全，同样在314nm的激发波长下进行光谱扫描，记录荧光强度并绘制标准曲线。结果见图7，微囊藻毒素-LR的浓度增加，CQDs/AgNPs体系荧光峰值增大。则荧光强度与微囊藻毒素-LR浓度在0～2×10-6mol/L之间表现出较好的线性关系(R2＝0.9902)，线性回归方程：y＝86.6x+16.3。结果见图9，微囊藻毒素-RR浓度增加，CQDs/AgNPs体系荧光强度同样呈现逐渐增强的状态。其荧光强度与微囊藻毒素-RR浓度在0～0.2×10-6mol/L之间表现出较好的线性关系(R2＝0.9072)，线性回归方程：y＝77.9x+106.2。
表1微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR线性关系
| 线性回归方程 | 线性范围 | R2 | 检出限 | |
| MC-LR | y＝86.6x+16.3 | 0～2×10-6mol/L | R2＝0.9902 | 33.60nmol/L |
| MC-RR | y＝77.9x+106.2 | 0～0.2×10-6mol/L | R2＝0.9072 | 3.854nmol/L |
样品测定
在处理过的沂河水样中分别加入不同浓度的微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR，扫描荧光光谱，测量三组平行实验取其平均值计算ΔF值，通过代入线性回归方程检测该方法的可行性。
表2水样中微囊藻毒素检测结果
本发明利用碳量子点和纳米银之间的FRET效应与微囊藻毒素的聚集作用，实现了对于水样中微囊藻毒素含量的定量定性测定。检测速度快、灵敏度高，操作简便，大幅提升了微囊藻毒素的检测效率。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，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其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)制备碳量子点溶液；
(2)制备纳米银溶液；
(3)标准曲线确定：将碳量子点溶液和纳米银溶液均匀混合，加入不同浓度的微囊藻毒素标准溶液，充分震荡反应，再加入磷酸盐缓冲溶液稀释，在314nm的激发波长下进行荧光光谱扫描，记录荧光强度并绘制标准曲线；
(4)水样预处理：将需要检测的水样进行离心处理，去除水中不溶物，取上层清液，得到待测水样；
(5)样品检测：将碳量子点溶液和纳米银溶液均匀混合，加入待测水样，充分振荡反应，再加入磷酸盐缓冲溶液稀释，在314nm的激发波长下进行荧光光谱扫描，记录荧光强度，根据标准曲线计算，以确定样品中微囊藻毒素的浓度，实现微囊藻毒素的定性和定量检测。
2.根据权利要求1所述快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，步骤(1)所述碳量子点溶液的制备方法为：取25mL的0.1mol/L的苯酚溶液和0.15mL的乙二胺超声混合15min，而后转移到不锈钢高压反应釜中，在200℃的恒温干燥箱中反应12小时，制得暗黄色混合溶液，再加入20mL超纯水稀释，在离心机中离心15min，取上清液在透析袋透析5小时得到碳量子点溶液。
3.根据权利要求1所述快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，步骤(2)纳米银溶液的制备方法为：室温下，向剧烈搅拌的75mL的2.0mmol/L硼氢化钠溶液中，逐滴加入20mL的1.0mmol/L硝酸银溶液，持续搅拌10min，得到混合液；再将5mL的10g/L柠檬酸钠溶液快速滴入混合液中得到稳定胶体，再持续搅拌20min后，装入100mL棕色瓶中，于4℃下储存放置，稳定后得到纳米银溶液。
4.根据权利要求1所述快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(5)中碳量子点溶液的用量为200μL，纳米银溶液的用量为400μL，磷酸盐缓冲溶液稀释到5mL，碳量子点溶液和纳米银溶液混合温度控制为25℃。
5.根据权利要求1所述快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，步骤(3)的步骤(5)中磷酸盐缓冲溶液的pH为8。
6.根据权利要求1所述快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，步骤(4)离心处理转速为5000r/min，离心时间10min。
7.根据权利要求1所述快速检测微囊藻毒素方法，其特征在于，步骤(5)震荡反应时间不少于3min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310511881.2A CN116465872B (zh) | 2023-05-09 | 2023-05-09 | 一种快速检测微囊藻毒素方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310511881.2A CN116465872B (zh) | 2023-05-09 | 2023-05-09 | 一种快速检测微囊藻毒素方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116465872A true CN116465872A (zh) | 2023-07-21 |
| CN116465872B CN116465872B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=87178925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310511881.2A Active CN116465872B (zh) | 2023-05-09 | 2023-05-09 | 一种快速检测微囊藻毒素方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116465872B (zh) |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050064604A1 (en) * | 2001-11-05 | 2005-03-24 | Bayer Technology Services Gmbh | Assay based on doped nanoparticles |
| CN102507921A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-06-20 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种检测微囊藻毒素的方法 |
| KR20130034078A (ko) * | 2011-09-28 | 2013-04-05 | 광주과학기술원 | 조류독소 검출용 고감도 형광 면역 센서 및 이를 이용한 조류독소의 경쟁적 형광 면역 분석방법 |
| CN105806815A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-27 | 首都师范大学 | 一种检测硫化氢的荧光纳米探针及其制备方法与应用 |
| CN106525796A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-03-22 | 北京化工大学 | 一种可循环使用的用于检测微囊藻毒素的荧光传感器及其应用方法 |
| CN106568748A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-04-19 | 江南大学 | 一种基于壳核型上转换材料和二硫化钼发生荧光共振能量转移检测微囊藻毒素lr的方法 |
| CN106905696A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-30 | 湖北大学 | 一种磁性磷光微囊藻毒素印迹材料的合成方法 |
| CN108410445A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-17 | 湖北大学 | 一种磷光量子点生物共轭体的制备方法及其应用 |
| CN108774519A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-09 | 安徽师范大学 | 一种以绿豆壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测抗坏血酸中的应用 |
| CN108872175A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-23 | 湖北大学 | 一种绿色荧光碳量子点和其制备方法、应用 |
| CN109696430A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-04-30 | 长江师范学院 | 一种测定微囊藻毒素浓度的方法 |
| KR20190132850A (ko) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 이화여자대학교 산학협력단 | 자성 비드, 양자점 및 dna 삽입 염료를 포함하는 마이크로시스틴-lr 검출용 조성물 |
| CN111826155A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 安徽大学 | 一种CdS量子点-荧光素FRET荧光探针及其制备方法和用途 |
| CN112525873A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-19 | 滨州医学院 | 一种用于检测微囊藻毒素-lr的荧光化学传感器及制备方法 |
| CN113655039A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-16 | 临沂大学 | 一种基于分子印迹技术构建的微囊藻毒素比率荧光传感器 |
| CN115684127A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-02-03 | 华南农业大学 | 一种活性碳量子点复合纳米银拉曼增强基底及其制备方法和在检测微囊藻毒素中的应用 |
-
2023
- 2023-05-09 CN CN202310511881.2A patent/CN116465872B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050064604A1 (en) * | 2001-11-05 | 2005-03-24 | Bayer Technology Services Gmbh | Assay based on doped nanoparticles |
| KR20130034078A (ko) * | 2011-09-28 | 2013-04-05 | 광주과학기술원 | 조류독소 검출용 고감도 형광 면역 센서 및 이를 이용한 조류독소의 경쟁적 형광 면역 분석방법 |
| CN102507921A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-06-20 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种检测微囊藻毒素的方法 |
| CN105806815A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-27 | 首都师范大学 | 一种检测硫化氢的荧光纳米探针及其制备方法与应用 |
| CN106568748A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-04-19 | 江南大学 | 一种基于壳核型上转换材料和二硫化钼发生荧光共振能量转移检测微囊藻毒素lr的方法 |
| CN106525796A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-03-22 | 北京化工大学 | 一种可循环使用的用于检测微囊藻毒素的荧光传感器及其应用方法 |
| CN106905696A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-30 | 湖北大学 | 一种磁性磷光微囊藻毒素印迹材料的合成方法 |
| CN108410445A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-17 | 湖北大学 | 一种磷光量子点生物共轭体的制备方法及其应用 |
| KR20190132850A (ko) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 이화여자대학교 산학협력단 | 자성 비드, 양자점 및 dna 삽입 염료를 포함하는 마이크로시스틴-lr 검출용 조성물 |
| CN108774519A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-09 | 安徽师范大学 | 一种以绿豆壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测抗坏血酸中的应用 |
| CN108872175A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-23 | 湖北大学 | 一种绿色荧光碳量子点和其制备方法、应用 |
| CN109696430A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-04-30 | 长江师范学院 | 一种测定微囊藻毒素浓度的方法 |
| CN111826155A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 安徽大学 | 一种CdS量子点-荧光素FRET荧光探针及其制备方法和用途 |
| CN112525873A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-19 | 滨州医学院 | 一种用于检测微囊藻毒素-lr的荧光化学传感器及制备方法 |
| CN113655039A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-16 | 临沂大学 | 一种基于分子印迹技术构建的微囊藻毒素比率荧光传感器 |
| CN115684127A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-02-03 | 华南农业大学 | 一种活性碳量子点复合纳米银拉曼增强基底及其制备方法和在检测微囊藻毒素中的应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| PING LI等: "A dummy molecularly imprinted ratiometric fluorescence nanosensor for the sensitive detection of guanidyl-microcystins in environmental water", ANALYST, vol. 148 * |
| YADIRIS GARCÍA等: "Microcystins Detection Methods: A Focus on Recent Advances Using Molecularly Imprinted Polymers", ANAL.CHEM, vol. 94 * |
| 宋兴良等: "分散液液微萃取气相色谱-质谱法测定水体中痕量的微囊藻毒素", 临沂大学学报, vol. 41, no. 6 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116465872B (zh) | 2023-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111687408B (zh) | 一种荧光铜纳米团簇、制备方法及其应用 | |
| CN107389942B (zh) | 一种基于纳米金标记的重金属镉可视化检测方法 | |
| CN108384539A (zh) | 一种绿色荧光碳量子点、制备方法及其应用 | |
| CN106596481B (zh) | 一种利用硼氮掺杂的荧光碳点探针检测Pb2+的方法 | |
| CN112175608B (zh) | 一种蓝色荧光银纳米团簇及其制备方法与应用 | |
| CN110066655B (zh) | 银掺杂碳量子点及其制备方法和应用 | |
| CN112034026B (zh) | 一种用于检测亚硝酸盐的电化学传感器、制备方法及应用 | |
| CN112763438B (zh) | 一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用 | |
| CN109490385A (zh) | 基于Au-ZIF-8/OMC介孔碳的生物传感器及其制备方法 | |
| CN104198454A (zh) | 以荧光金纳米团簇为探针的尿素测定方法 | |
| CN111007122A (zh) | 一种三维花状纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114674791B (zh) | 一种染料功能化的柔性上转换发光固相传感器的制备方法及其应用 | |
| CN113549449A (zh) | 纳米荧光探针、其制备方法及应用 | |
| CN111518554A (zh) | 拥有模拟酶性质的铜掺杂碳量子点及其制备方法和应用 | |
| CN116465872B (zh) | 一种快速检测微囊藻毒素方法 | |
| CN112723325B (zh) | 一种磷掺杂石墨相氮化碳纳米片及其制备方法和应用 | |
| CN113999679A (zh) | 一种基于上转换纳米材料“关-开”型荧光传感器高灵敏检测甲砜霉素的方法 | |
| CN112174111A (zh) | 一种以对苯二胺为碳源的近红外发光碳点的制备方法及其应用 | |
| US11499094B1 (en) | Ratiometric fluorescent probe, preparation method thereof, and application in detection of hydrogen peroxide | |
| CN114854403B (zh) | 一种橙色荧光碳点及其制备方法和应用 | |
| CN106053407A (zh) | 以金黄色葡萄球菌制备碳点及用于检测盐酸小檗碱的方法 | |
| CN109868137B (zh) | 一种上转换硼氮磷共掺杂碳基荧光纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114088668A (zh) | 一种比率型荧光纸基传感器制备方法及其应用 | |
| CN111257381A (zh) | 一种Au-Hg-rGO纳米复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN111592875B (zh) | 一种荧光纤维素酶铂纳米簇及制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |