一种用于可视化检测阿莫西林的MnO2@CDs复合材料及其制备方法

本发明涉及分析检测，尤其涉及一种用于可视化检测阿莫西林的mno2@cds复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、阿莫西林(amo)是一种广谱抗生素，属于半合成青霉素类，可用于人类和动物不同系统的抗感染治疗，在临床医学中或作为动物饲养的饲料添加剂。不当和过量使用amo，会在各种组织和食品中产生药物残留，对人类健康构成严重威胁，包括过敏反应和细菌对抗生素的耐药性。amo残留的增加引起了全球的关注，目前在中国、欧盟和北美，对其进行检测是动物性食品的强制性检查项目。大多数国家都制定了amo的最大残留限量。欧盟规定amo和氨苄西林在所有动物性食品中的最大限量为50μg/kg，在牛奶中的最大限量为4μg/kg。因此，amo检测是保障食品安全和人体健康的必要手段。

2、amo可以用传统的检测方法定量测定，如高效液相色谱法、动力学分光光度法和电化学方法。然而，这些方法通常在实验室进行，需要昂贵的仪器、复杂的样品预处理和熟练的技术，所有这些都是昂贵和耗时的。因此，迫切需要开发一种快速、简便、高选择性的amo检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于可视化检测阿莫西林的mno2@cds复合材料及其制备方法，本发明提供的mno2@cds复合材料能够实现快速、简便、准确的检测amo。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种mno2@cds复合材料，包括中空多孔mno2球和负载在所述中空多孔mno2球内外表面的碳量子点。

4、优选的，所述中空多孔mno2球的粒径为450～600nm。

5、本发明提供了上述方案所述mno2@cds复合材料的制备方法，包括以下步骤：将中空多孔mno2球、碳量子点和水混合，固液分离，将所得固体干燥，得到所述mno2@cds复合材料。

6、本发明提供了上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料作为探针在检测阿莫西林中的应用。

7、本发明提供了一种阿莫西林的荧光检测方法，包括以下步骤：

8、将mno2@cds复合材料、待测样品和水混合反应1min以上，在310nm波长激发下，对所得混合样品进行荧光检测，记录所述混合样品在450nm处的荧光强度，根据阿莫西林浓度与450nm处荧光强度的标准曲线，计算得到待测样品中阿莫西林的浓度；

9、所述mno2@cds复合材料为上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料。

10、本发明提供了一种阿莫西林的比色检测方法，包括以下步骤：

11、将mno2@cds复合材料、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺溶液、待测样品、缓冲溶液和水混合反应1min以上，对所得混合样品进行紫外吸收检测，记录所述混合样品在450nm处的紫外吸收值，根据阿莫西林浓度与450nm处紫外吸收值的标准曲线，计算得到待测样品中阿莫西林的浓度；所述缓冲溶液的ph值为4；

12、所述mno2@cds复合材料为上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料。

13、本发明提供了一种基于rgb分析系统的阿莫西林智能检测方法，包括以下步骤：

14、将mno2@cds复合材料、待测样品和水混合反应1min以上，得到混合样品；用带有rgb分析系统的手机对所述混合样品进行拍照，读取三原色色值，所述三原色包括红色、绿色和蓝色，其中，红色色值用pr表示，绿色色值用pg表示，蓝色色值用pb表示，三原色的总和用pc表示：pc＝pr+pg+pb，计算所述混合样品的pb占三原色总和的比值，记为ratio，ratio＝pb/pc；根据阿莫西林浓度与ratio的标准曲线，计算得到待测样品中阿莫西林的浓度；

15、所述mno2@cds复合材料为上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料。

16、本发明提供了一种用于检测阿莫西林的荧光试剂盒，包括mno2@cds复合材料的水溶液；所述mno2@cds复合材料为上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料。

17、本发明提供了一种用于检测阿莫西林的比色试剂盒，包括mno2@cds复合材料的水溶液、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺溶液和缓冲溶液；所述缓冲溶液的ph值为4；所述mno2@cds复合材料为上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料。

18、本发明提供了一种阿莫西林的半定量检测方法，包括以下步骤：用mno2@cds复合材料的水溶液将干燥试纸条浸湿，在所得湿试纸条上滴加待测样品，将测试条的荧光颜色与已知阿莫西林浓度的标准荧光卡片进行比较，得到待测样品中阿莫西林的浓度；

19、或者，用mno2@cds复合材料的水溶液、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺溶液、缓冲溶液和水将干燥试纸条浸湿，在所得湿试纸条上滴加待测样品，将测试条的颜色与已知阿莫西林浓度的标准比色卡片进行比较，得到待测样品中阿莫西林的浓度；所述缓冲溶液的ph值为4；

20、所述mno2@cds复合材料为上述方案所述mno2@cds复合材料或上述方案所述制备方法制备得到的mno2@cds复合材料。

21、本发明提供了一种mno2@cds复合材料，包括中空多孔mno2球和负载在所述中空多孔mno2球内外表面的碳量子点(cds)。如图1所示，本发明构建的mno2@cds可同时用于阿莫西林的荧光和比色检测，由于cds与mno2产生共振能量转移，因此cds的荧光被猝灭。在抗生素阿莫西林(amo)的存在下，mno2被amo降解，释放出cds，其蓝色荧光被恢复，amo的荧光图像还可采用基于rgb分析系统的手机进行分析。在比色检测中，mno2@cds具有优异的类氧化酶性质，可以将无色的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(tmb)氧化为黄色tmb2+，amo具有较强的还原性，会抑制氧化反应，在amo存在下，可以促进tmb2+还原化为tmb，随着amo浓度增加，溶液颜色由黄色逐渐变为无色，引发鲜艳的颜色变化，amo的比色检测用肉眼可以直接观察到，实现了amo的可视化检测。

22、在amo荧光检测中，荧光强度随amo浓度在0～0.045μm范围内线性增加，检出下限为1nm。在amo比色检测中，溶液在450nm处的紫外吸收值随amo浓度在0～0.09μm范围内线性降低，检出下限为1.6nm。欧盟规定amo在所有动物性食品中的最大限量为136.8nm，在牛奶中的最大限量为10nm。因此，本发明采用mno2@cds复合材料作为探针可实现amo的灵敏检测，且对amo荧光和比色检测具有较好的选择性和特异性。

23、此外，本发明还构建了一种用于检测阿莫西林的标准荧光卡片和标准比色卡片，将试纸条经过相应的预处理溶液处理，与amo溶液反应后，将测试条的颜色与标准比色卡和标准荧光卡进行比较，可快速获取amo浓度，从而实现比色法和荧光法快速半定量检测amo。

24、本发明在复杂环境下对amo进行灵敏、特异、方便、快速的检测具有很大的潜力。

25、此外，万古霉素(van)、氟甲喹(flu)、诺氟沙星(nor)、氨苄西林(amp)、红霉素(em)、头孢氨苄(cep)、谷氨酸(glu)、三聚氰胺(mei)、半胱氨酸(cys)、苯并咪唑(drb)、尿素(urea)和氯化钾(kcl)作为潜在干扰物。实验结果表明mno2@cds对amo荧光和比色检测具有较好的选择性。当amo和其他干扰物(如van、flu、nor、amp、em、cep、glu、mei、cys、drb、urea、kcl)一起加入时，实验结果表明mno2@cds对amo荧光和比色检测具有较好的特异性。

26、本发明对实际样品如自来水、牛奶和血清中的amo浓度进行检测。实验结果显示amo的荧光回收率在88～115％之间，实验标准差在0.08～4.3％之间，而amo的比色回收率在85～108％之间，实验标准差在0.31～7.4％之间，与添加的amo浓度基本一致。采用hplc法，amo的回收率在80～116％之间，实验标准差在1.2～3.4％之间，两种方法相当，说明mno2@cds生物传感器适用于实际样品中的amo荧光和比色检测。