快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针及其制备方法与应用

本发明涉及一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针及其制备方法与应用，属于抗生素初检。

背景技术：

1、快速反应和超灵敏度对探针至关重要，特别是在食品安全、临床诊断和对爆炸性或其他违禁物品的公开筛查中。在车站、机场和公共场所等需要长时间排队等待检查结果的情况下，响应速度快的探针可以在公共检测领域得到更广泛的应用。

2、与传统的实验室技术相比，便携式智能检测设备可以满足现场检测各种残留物的需求，具有令人满意的准确性和灵敏度。同时成本更低，设计小型化的核酸适体、单克隆抗体、荧光纳米材料等敏感材料的引入是分析器件发展的重要途径。基于纸张的探针作为一种不需要额外设备的简单检测设备，已被应用于许多领域，并随着微流控技术和比色法的兴起而扩大。与此同时，柔性探针因其成本低、制造工艺简单、性能优异而备受关注，应用于构建智能可穿戴医疗诊断设备。

3、氟喹诺酮(fqs)是一种广谱抗生素，因其良好的抗菌、杀菌效果已广泛应用于人类治疗、水产养殖和畜牧业。然而，不当使用fqs药物会导致动物性食品、地下水和废水中的残留物含量过高，通过食物链造成抗药性和过敏反应等健康威胁。fqs残留常用的分析方法主要有紫外分光光度法、荧光光度法、液相色谱-质谱法、液相色谱法、化学发光法、毛细管电泳法、电化学探针法等。因此，一种快速、可靠、低成本、灵敏的原位检测方法在环境监测和食品安全中具有重要意义。到目前为止，已经开发了一些简便的探针用于fqs的检测。如mao(mao,b.；qu,f.；zhu,s.；you,j.fluorescence turn-on strategy based on silvernanoclusters-cu2+system for trace detection of quinolones.sens.actuators,b2016,234,338-344.)等人，建立了一种具有荧光开启模式的银纳米簇cu2+传感系统，用于喹诺酮类药物的痕量检测。然而，这些方法通常都需要与金属离子(如eu3+和cu2+)或分子印迹聚合物结合，从而导致制备过程复杂。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针及其制备方法与应用，可以在不进行复杂前处理的情况下对氟喹诺酮全谱抗生素进行方便、灵敏、准确的检测。

2、为了实现上述目的，本发明采用的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)gcds的合成：先将ca和ur溶于去离子水中并搅拌，然后将所得溶液放入微波炉中加热，去离子水完全蒸发后，得到粗gcds粉末；然后将粗gcds粉末溶解在去离子水中，再将其放入透析袋中，用超纯水透析，获得浅绿色的gcds溶液；

4、(2)eu-mof的合成：在dmf/h2o混合溶液中，将eucl3·6h2o和bbdc在剧烈搅拌下混合，将混合溶液放入高压反应釜中，在110-130℃下加热10-15小时，将所得产物冷却至室温，离心，并用dmf和乙醇彻底洗涤，然后将样品放入真空烘箱中在室温下烘干，最后形成白色粉末状的eu-mof，放入冰箱备用；

5、(3)gcds@eu-mof探针的合成：将得到的eu-mof粉末溶于gcds溶液中，混合溶液在40-60℃以200-400r/min搅拌0.5-1.5h，得到gcds@eu-mof探针，为淡绿色溶液，在室温下避光保存。

6、作为改进的，所述步骤(1)的ca和ur的摩尔比为2:1-4:1。

7、作为改进的，所述步骤(1)的透析袋的截留分子量为2000da。

8、作为改进的，所述步骤(2)的dmf/h2o混合溶液中，dmf与h2o的体积比为7:3。

9、作为改进的，所述步骤(2)的eucl3·6h2o与bbdc的摩尔比为1:1-2:1。

10、作为改进的，所述高压反应釜内设有特氟隆内衬，高压反应釜在120℃下加热12小时。

11、作为改进的，所述步骤(3)的gcds与eu-mof粉末的摩尔比为1:1。

12、作为改进的，所述步骤(3)的eu-mof粉末溶于gcds溶液得混合溶液，在50℃下以300r/min的转速搅拌1h。

13、本发明的第二个目的是提供一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针，采用所述的制备方法制得。

14、本发明的第三个目的是提供一种所述的快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的应用，用于检测水体或鸡蛋、牛奶制品中是否含有氟喹诺酮以及氟喹诺酮的含量。

15、本发明荧光探针的比率荧光体系传感机制分为两个阶段，见图1所示：

16、第1阶段：由于ur与ca的反应，导致氨基固定在gcds的表面，同时由于eu-mof的溶解度较小以及性质稳定，在溶液中成功形成了相对稳定的gcds@eu-mof混合纳米探针，在没有fqs的情况下，由于氨基的荧光，gcds@eu-mof在约500nm处产生绿色荧光，又由于eu-mof的溶解度较小，在690nm处的红色荧光较弱，此时gcds@eu-mof探针呈现绿色荧光；

17、第2阶段：接触fqs后，gcds和fqs发生反应，在gcds表面的氨基和fqs苯环上的羧基之间形成酰胺键结构，这导致gcds的绿色荧光猝灭。同时，由于能量转移和敏化作用，eu-mof在690nm波长处的荧光吸收峰被激活。因此，gcds@eu-mof的荧光变化可用作检测fqs的报告信号。加入fqs后，500nm波长处的绿色荧光被淬灭，690nm波长处的红色荧光被打开，出现了明显的从绿到黄再到红的过渡。此外，随着fqs浓度的增加，反应后观察到的不同颜色的荧光可对fqs进行定量和灵敏的视觉检测，成功实现了双发射比率荧光传感系统，这些影响共同导致了荧光探针的“快门”速度响应。

18、与现有技术相比，本发明利用fqs和氨基结合的特殊光学性质，制备了一种双发射荧光探针，以红色发光eu-mof作为内参，gcds表面的氨基作为受体和特异性识别单元，添加fqs后，形成的配合物的荧光发射明显猝灭，而eu-mof的荧光发射打开，因此可以在0.1s内进行fqs的视觉检测，检测限为4.3nm，远低于世界卫生组织规定的动物源性食品中最大残留限量0.1mg/kg，从而适用于水体以及奶制品中fqs的检测，为fqs的视觉现场定量检测提供了简单、超快速的策略。

技术特征：

1.一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的ca和ur的摩尔比为2:1-4:1。

3.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的透析袋的截留分子量为2000da。

4.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的dmf/h2o混合溶液中，dmf与h2o的体积比为7:3。

5.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的eucl3·6h2o与bbdc的摩尔比为1:1-2:1。

6.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述高压反应釜内设有特氟隆内衬，高压反应釜在120℃下加热12小时。

7.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的gcds与eu-mof粉末的摩尔比为1:1。

8.根据权利要求1所述的一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的eu-mof粉末溶于gcds溶液得混合溶液，在50℃下以300r/min的转速搅拌1h。

9.一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。

10.一种权利要求9所述的快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针的应用，其特征在于，用于检测水体或鸡蛋、牛奶制品中是否含有氟喹诺酮以及氟喹诺酮的含量。

技术总结本发明公开一种快速灵敏检测氟喹诺酮类抗生素全谱的比率荧光探针及其制备方法与应用，包括步骤：(1)GCDs的合成；(2)Eu‑MOF的合成；(3)GCDs@Eu‑MOF探针的合成。本发明利用FQs和氨基结合的特殊光学性质，以红色发光Eu‑MOF作为内参，GCDs表面的氨基作为受体和特异性识别单元，添加FQs后，形成的配合物的荧光发射明显猝灭，而Eu‑MOF的荧光发射打开，因此可以在0.1s内进行FQs的视觉检测，检测限为4.3nM，远低于世界卫生组织规定的动物源性食品中最大残留限量0.1mg/kg，从而适用于水体以及奶制品中FQs的检测，为FQs的视觉现场定量检测提供了简单、超快速的策略。技术研发人员：刘变化,李凌飞,汤瑞杰受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/12/2