一种双发射荧光探针及其制备方法与应用

本发明涉及食品样品检测，尤其涉及一种双发射荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术：

1、有机磷农药是一种高效、快速且持久性较低的农药，近几十年来被广泛用于农业害虫防治。然而，长期过量使用有机磷农药，必然会导致有机磷农药在蔬菜、水果等食品以及水源、土壤等环境介质中的大量残留。据报道，有机磷农药可通过与乙酰胆碱酯酶(ache)上的丝氨酸相互作用从而抑制ache的活性，这将引起生物体内神经递质传递中断，严重时可直接导致死亡。因此，实现对食品中有机磷农药的快速有效检测对保障人类生命健康具有重要意义。

2、目前，用于有机磷农药检测的传统技术包括高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用法、液相色谱-质谱联用法和酶联免疫吸附法。尽管色谱法灵敏度高，并且可同时检测多种成分，但它需要依赖于复杂昂贵的仪器和耗时的预处理过程。而酶联免疫吸附法中抗体和抗原易受到外部环境(如温度和ph)的影响，导致该方法稳定性较差。近年来，逐渐发展的电化学检测、化学发光分析和荧光分析技术等方法具有操作简单、灵敏度高和成本低的特点，其中荧光分析技术以其快速检测、可视化和生物相容性等特点为原位检测提供了技术支持。然而，大多数用于有机磷农药检测的荧光探针多基于单发射信号响应，且需要引入额外的酶或适配体，这不仅导致繁琐的探针构建过程和高成本，而且引入的酶和水解产物也可能影响探针的稳定性。因此，开发构建过程简单且稳定的荧光探针用于有机磷农药的快速有效以及低成本检测具有重要的研究意义和实际应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种双发射荧光探针及其制备方法与应用，能够实现对食品样品中有机磷农药残留的快速与简便检测。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种双发射荧光探针，所述双发射荧光探针以谷胱甘肽和甲酰胺为原料通过一步水热法制备得到。

4、本发明还提供了一种双发射荧光探针的制备方法，将0.02g·l-1的de-cds与2.0μm的hg2+配位结合得到de-cds–hg2+荧光探针，具体步骤如下：

5、步骤1、de-cds的合成

6、在50ml烧杯中，将0.4g谷胱甘肽分散于15ml甲酰胺中，室温下超声处理30min获得透明溶液；然后将混合溶液转移到25ml聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃条件下加热反应5小时得到黑绿色的产物溶液；使用3500da的透析袋将产物溶液纯化7天，以去除残留的反应原料；然后，通过离心8000rpm，10min进一步去除少量不溶性沉淀物，从而制备得到de-cds水溶液；最后，将de-cds溶液冷冻干燥得到de-cds粉末；

7、步骤2、制备de-cds–hg2+荧光探针

8、首先将得到的de-cds粉末分散到去离子水中，制得0.1g·l-1的de-cds水溶液，在5ml试管中，依次加入50μl的磷酸氢钠-柠檬酸缓冲液200mm，ph 5.4、200μl的0.1g·l-1的de-cds水溶液，200μl的10μm的hg2+，制得de-cds–hg2+荧光探针。

9、本发明还提供了采用上述制备方法得到的双发射荧光探针在检测食品中有机磷农药残留的应用，具体为：将不同浓度的有机磷农药加入到双发射荧光探针中，将所有样品定容至1ml，充分摇匀混合，并在室温下静置30min；使用荧光光谱仪在激发波长为416nm、激发狭缝和发射狭缝为5nm条件下，依次测定各样品在430～800nm范围内的荧光光谱；以678与485nm处的荧光强度值f678/f485作为有机磷农药浓度的函数，实现对有机磷农药的定量分析。

10、另外，在选择性实验中，用其他干扰物质包括无机离子、小分子和其他常见农药代替有机磷农药，考察探针对有机磷农药的选择性响应，并探究方法的抗干扰性能，分析测试过程与上述方法相同。

11、优选地，所述有机磷农药包括氧化乐果、二嗪磷或马拉硫磷。

12、优选地，为了考察本发明方法的实用性，使用该发明方法对小青菜中氧化乐果残留情况进行了分析研究。首先培育了两组小青菜，种植15天后，一组小青菜每3天喷施一次氧化乐果溶液(5mg·ml-1)，共喷施10次，另一组喷施水作为对照。在最后一次喷施氧化乐果的第1、5、10天，提取了小青菜叶片和根部中残留的氧化乐果。具体地，将10g叶子或根切成小块，加入10ml甲醇，在室温下振荡1天，然后对混合物进行离心(8000rpm，10min)并收集上清液；最后，利用所提出的de-cds–hg2+荧光探针对提取液中氧化乐果的含量进行了分析检测。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明构建的双发射荧光探针制备过程简单，无需额外修饰，相对于传统单发射荧光探针，该荧光探针可以有效消除探针浓度、仪器因素以及外界环境因素的影响，有助于提高检测准确性。

15、2、本发明荧光探针构建过程中无需引入额外的酶或适配体，不仅简化了探针的构建过程、降低了成本，而且有助于提高荧光探针的稳定性。

16、3、本发明的荧光探针在2min内即可完成对有机磷农药的选择性响应，因此，相比于高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用法、液相色谱-质谱联用法和酶联免疫吸附法等检测技术，该荧光探针可用于有机磷农药的快速与简便检测。

技术特征：

1.一种双发射荧光探针，其特征在于，所述双发射荧光探针以谷胱甘肽和甲酰胺为原料通过一步水热法制备得到。

2.根据权利要求1所述的一种双发射荧光探针的制备方法，其特征在于，将0.02g·l-1的de-cds与2.0μm的hg2+配位结合得到de-cds–hg2+荧光探针，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的制备方法得到的双发射荧光探针在检测食品中有机磷农药残留的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，将不同浓度的有机磷农药加入到双发射荧光探针中，将所有样品定容至1ml，充分摇匀混合，并在室温下静置30min；使用荧光光谱仪在激发波长为416nm、激发狭缝和发射狭缝为5nm条件下，依次测定各样品在430～800nm范围内的荧光光谱；以678与485nm处的荧光强度值f678/f485作为有机磷农药浓度的函数，实现对有机磷农药的定量分析。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述有机磷农药包括氧化乐果、二嗪磷或马拉硫磷。

技术总结本发明涉及食品样品检测技术领域，尤其涉及一种双发射荧光探针及其制备方法与应用，该双发射荧光探针以谷胱甘肽和甲酰胺为原料通过一步水热法制备得到；将0.02g·L<supgt;‑1</supgt;的de‑CDs与2.0μM的Hg<supgt;2+</supgt;配位结合得到de‑CDs–Hg<supgt;2+</supgt;荧光探针；包括：步骤1、de‑CDs的合成；步骤2、制备de‑CDs–Hg<supgt;2+</supgt;荧光探针。本发明构建的双发射荧光探针制备过程简单，无需额外修饰，可以有效消除探针浓度、仪器因素以及外界环境因素的影响，有助于提高检测准确性。该荧光探针构建过程中无需引入额外的酶或适配体，不仅简化了探针的构建过程、降低了成本，有助于提高荧光探针的稳定性。本发明的荧光探针在2min内即可完成对有机磷农药的选择性响应，可用于有机磷农药的快速与简便检测。技术研发人员：武会芳,董苗辰,王琪琪,刘心悦受保护的技术使用者：南通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23