一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法

摘要

本发明一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法，先在CuNO3溶液中加入三磷酸尿苷、NaNO3‑MOPS缓冲液、已知浓度的DEHP溶液和超纯水，得到混合体系A；再将混合体系A孵育后，加入超支化聚乙烯亚胺‑铜纳米簇溶液孵育，得到混合体系B；然后测混合体系B的荧光光谱，得到该DEHP浓度下对应的荧光强度变化率；之后改变步骤1中DEHP溶液的浓度，重复步骤1～3，得到若干组DEHP浓度和对应的荧光强度变化率，得到荧光强度变化率和DEHP浓度的关系式；最后将步骤1中已知浓度的DEHP溶液和超纯水替换为待测液，重复步骤1～3，根据得到的荧光强度变化率代入上述关系式中，可得待测液中DEHP的浓度。

说明书

技术领域

本发明涉及增塑剂检测技术领域，具体为一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法。

背景技术

邻苯二甲酸酯(简写为PAEs)作为塑化剂被广泛应用在食品包装材料、服装、洗涤剂、电子设备、医疗设备皮肤护理产品、玩具、药物涂层、涂料和建筑材料等领域，以提高其弹性和耐用性。邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(简写为DEHP)是最常用的PAEs之一，是全球用量最大的塑化剂。研究表明DEHP是一种具有毒性作用的塑化剂，其作用于雄激素拮抗剂有关，具有生殖发育毒性，DEHP的暴露可导致内分泌紊乱，降低人体免疫力，影响孕妇儿童的身体健康，危害人体生殖能力且促使儿童性早熟，长期大量摄取会导致肝癌。由于DEHP具有可迁移性，能从食品包装迁移到饮用水等，导致其已在各种环境基质和食品样品中被检出，严重影响了食品质量安全。因此，对DEHP进行检测且监管尤为重要。

目前DEHP的检测方法主要有分析仪器法、免疫分析法和生物传感器法。最常用的方法是分析仪器法，其中包括高效液相色谱法(HPLC)、高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)、气相色谱-质谱法(GC-MS)和质谱法等。然而，目前塑化剂常用的检测方法需要大型仪器、特定实验室和专业的分析操作人员，成本高且检测周期长，不适用于现场大量样品的快速筛查。因此，快速检测方法以其快速、低成本和适用于现场快速筛查等优点成为DEHP检测方法的关注热点，其中包括酶联免疫吸附法(ELISA)、电化学传感器法、荧光光谱法、表面增强拉曼光谱法(SERS)等。

然而，目前上述那些快速检测方法存在一些缺点，如酶联免疫吸附法等方法中所需的单克隆抗体制备时间长，多克隆抗体质量不均匀。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法，测量结果准确、快速、低成本，可适用于现场快速筛查。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法，包括如下步骤：

步骤1，在CuNO

步骤2，将混合体系A孵育后，加入超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇溶液孵育，得到混合体系B；

步骤3，测混合体系B的荧光光谱，得到该DEHP浓度下对应的荧光强度变化率；

步骤4，改变步骤1中DEHP溶液的浓度，重复步骤1～3，得到若干组DEHP浓度和对应的荧光强度变化率，通过线性拟合得到荧光强度变化率和DEHP浓度的关系式；

步骤5，将步骤1中已知浓度的DEHP溶液和超纯水替换为待测液，然后重复步骤1～3，根据得到的荧光强度变化率代入步骤4得到的关系式中，得到待测液中DEHP的浓度。

优选的，步骤1中Cu

优选的，步骤1中已知浓度的DEHP溶液、超纯水和Cu

优选的，步骤2将混合体系A孵育10～25min。

优选的，步骤2加入超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇溶液孵育5～15min，得到混合体系B，超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇溶液和超纯水的体积比为2:1。

进一步，所述的超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇溶液按如下步骤制得：

用乙酸溶液调节超支化聚乙烯亚胺水溶液的pH至4.5～5.5，之后加入Cu(NO

进一步，在搅拌的条件下加入抗坏血酸。

优选的，步骤3测混合体系B的荧光光谱时，激发波长设置为385nm。

优选的，步骤4所述若干组DEHP浓度范围为0～40mg/kg。

进一步，若干组DEHP浓度范围为1～7mg/kg。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法，先将Cu

进一步的，铜纳米簇具有高荧光量子产率、优异生物相容性、强抗光漂白能力的优点，且其荧光发射波长在紫外、可见和红外范围内可调，广泛应用于荧光光谱快速检测中，因此本发明以超支化聚乙烯亚胺为模板，合成超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇，利用其较好的荧光性能，以其作为荧光输出信号，构建turn on型荧光传感器对DEHP进行检测。

附图说明

图1为本发明所述hPEI-Cu NCsturn on型纳米荧光传感器对DEHP进行检测的原理图；

图2为本发明所述DEHP与Cu

图3为本发明实施例1所得hPEI-Cu NCs的荧光光谱图。

图4a为本发明实施例1所得hPEI-Cu NCs的形貌图。

图4b为本发明实施例1所得hPEI-Cu NCs的粒径分布图。

图5为本发明不同DEHP浓度下所得的荧光光谱图。

图6为本发明DEHP浓度在0～40mg/kg范围内的荧光强度变化率与DEHP浓度的曲线。

图7为本发明DEHP浓度在1～7mg/kg范围内的荧光强度变化率与DEHP浓度的线性关系图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法，如图1所示，在发绿色荧光的hPEI-Cu NCs中加入Cu

具体地，

本发明一种基于荧光纳米传感的DEHP快速检测方法，包括如下步骤：

步骤1.合成超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇(hPEI-Cu NCs)

步骤1a，将120mg hPEI溶解在2ml的超纯水中，并搅拌10min帮助其溶解，所得溶液用乙酸溶液调节其至pH，使其pH调节至4.5～5.5。

步骤1b，边搅拌边加入2ml 1mM的Cu(NO

上述反应均在室温下进行，hPEI-Cu NCs以溶液的形式保存，上述反应完成后的溶液即为hPEI-Cu NCs溶液。

步骤1c，将hPEI-Cu NCs溶液放置在4℃冰箱中保存，以备后续操作使用。

步骤2.对hPEI-Cu NCs进行表征

利用F-7000FL荧光分光光度计(Hitachi公司，日本)对hPEI-Cu NCs进行荧光光谱表征。

如图3所示，随着激发波长的改变，hPEI-Cu NCs的发射波长也随着发生变化。当选择激发波长为385nm时，hPEI-Cu NCs在510nm处荧光峰最强。利用EM-2010透射电子显微镜(日本电子珠式会社，日本)对hPEI-Cu NCs进行形态表征。如图4所示，hPEI-Cu NCs呈现很好的分散性，没有团聚的现象产生，为后续的操作提供稳定的荧光探针。hPEI-Cu NCs的TEM结果显示其平均粒径在1.3±0.3nm。

步骤3.DEHP的检测

在40μL 6μM Cu

10×NaNO

将孵育后的混合溶液加入荧光分光光度计的微量比色池中，激发波长设置为385nm，扫描其发射波长，用荧光分光光度计测其荧光光谱。

如图5所示，曲线1～曲线11分别是DEHP浓度为0mg/kg，1mg/kg，1.5mg/kg，2.0mg/kg，3.0mg/kg，4.0mg/kg，5.0mg/kg，6.0mg/kg，7.0mg/kg，10mg/kg，40mg/kg时，hPEI-Cu NCs的荧光光谱曲线。如图6可以看出，DEHP浓度在0～40mg/kg的范围内能被此hPEI-Cu NCs荧光传感器检测，当信噪比为3时计算出最低检出限约为0.4mg/kg。如图7所示，荧光强度变化率(I-I

将上述40μL不同浓度的DEHP溶液和80μL超纯水替换为待测液，然后重复操作，根据得到的荧光强度变化率代入图7得到的关系式中，得到待测液中DEHP的浓度。

本发明在实际样品中对DEHP检测时，包括如下步骤：

步骤1.合成超支化聚乙烯亚胺-铜纳米簇(hPEI-Cu NCs)

步骤1a，将120mg hPEI溶解在2ml的超纯水中，并搅拌10min帮助其溶解，所得溶液用乙酸溶液调节其至pH，使其pH调节至5。

步骤1b，边搅拌边加入2ml 1mM的Cu(NO

上述反应均在室温下进行，hPEI-Cu NCs以溶液的形式保存，上述反应完成后的溶液即为hPEI-Cu NCs溶液。

步骤1c，将hPEI-Cu NCs溶液放置在4℃冰箱中保存，以备后续操作使用。

步骤2.DEHP的检测

在40μL 6μM Cu

将孵育后的混合溶液加入荧光分光光度计的微量比色池中，激发波长设置为385nm，扫描其发射波长，用荧光分光光度计测其荧光光谱，得到的荧光强度变化率代入图7得到的关系式中，得到待测液中DEHP的浓度。

本发明方法的验证

采用标准加入法对空白白酒中的DEHP的浓度进行检测，即在白酒样品中加入不同浓度的DEHP标准品进行加标回收率实验，检测出的DEHP含量回收率如表1所示，说明hPEI-Cu NCsturn on型纳米荧光传感器有望用于实际样品中DEHP的检测。

表1白酒中DEHP的检测