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一种荧光Ag/AgCl纳米复合材料的制备方法与应用

技术摘要:
本发明提供了一种荧光Ag/AgCl纳米复合材料的制备方法与应用,属于荧光纳米材料制备技术领域。制备方法如下:(1)耐银解淀粉芽孢杆菌的筛选;(2)菌株与硝酸银共培养;(3)菌液的超声破碎处理;(4)离心收集上清液,过滤,烘干得到荧光Ag/AgCl纳米复合材料;(5)应用于痕量Cr6   全部
背景技术:
铬是一种银白色的坚硬金属,常见的离子价态有0、 2、 3、 6。铬通常以Cr3 和Cr6 形式存在于自然界,Cr3 毒性较小,为人体必需的一种微量元素。随着我国经济的快速发展, 工业污染中Cr6 的排放使环境污染日益严重,Cr6 在土壤中不容易被吸附,且极易在土壤中 沉淀并进入水体资源中,对土壤和水资源造成严重污染,给农业的种植和人们的居住环境 造成了严重的伤害。Cr6 具有强烈的毒性,可通过氧阴离子通道进入细胞,具有免疫毒性、神 经毒性、生殖毒性、肾脏毒性及致癌性。因此,Cr6 的检测对环境和人类社会的健康发展至关 重要。 通常Cr6 的检测方法有:二苯碳酰二肼分光光度法、离子色谱与电感耦合等离子体 质谱联用法、比色法、电化学法等。这几种方法由于实验室检测,因取样分析、分析时间长、 分析步骤复杂不易操作、仪器昂贵导致该技术难以得到普遍应用。而荧光探针检测Cr6 技术 操作简便,快速,成本较低,灵敏度较高,具有极好的应用前景,将会大量应用于医药、生物 和环境分析中。荧光探针拥有庞大的家族,近年来Ag/AgCl纳米复合材料备受瞩目。目前主 要采用化学合成法制备荧光Ag/AgCl纳米复合材料,但存在反应条件苛刻,费时费力,产率 低,耗费高,不适于大批量生产且反应过程依赖于化学试剂,会污染环境的问题。本发明采 用生物法合成荧光Ag/AgCl纳米复合材料,反应无需添加化学还原剂,降低了环境污染,具 有生物相容性,对环境和细胞无毒无害的优点,同时对Cr6 具有灵敏性,准确性,高选择性, 可实现环境中Cr6 的痕量检测。 本发明一种基于荧光猝灭作用的新型荧光Ag/AgCl纳米复合材料快速探测Cr6 的 方法,比传统的依靠荧光峰强度变化或峰值偏移等探测的方法可以实现更精确,更快速,更 直观的Cr6 检测且检测过程简便、快速,检测结果准确。本发明利用解淀粉芽孢杆菌制备的  Ag/AgCl纳米复合材料大小均匀、稳定性好、水溶性好,由于制备过程不添加化学还原剂,因 此合成步骤简单、制备方便、成本低。
技术实现要素:
本发明的第一个目的是提供一种蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料。 本发明的第二个目的是提供一种蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料的制备方法。 本发明的第三个目的是提供一种基于所述的具有荧光的Ag/AgCl纳米复合材料在 痕量  Cr6 检测中的应用方法,该方法的选择性专一,灵敏度高,成本低。 为实现本发明的第一个目的,本发明提供的一种蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料, 利用解淀粉芽孢杆菌分泌的活性物质代替常用的化学还原剂比如NaBH4,通过生物法制备 得到。 3 CN 111607391 A 说 明 书 2/5 页 为实现本发明的第二个目的,本发明提供的一种蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料 的制备方法,包括如下步骤: (1)耐银解淀粉芽孢杆菌的筛选:刮取保存在4℃LB固体培养基上的解淀粉芽孢杆菌接 种到含有0.2mmol/L硝酸银的LB液体培养基中,于37℃下培养24-30h,然后取1-5mL菌液接 种到含有0.4mmol/L硝酸银的LB液体培养基中,于37℃下培养24-30h,依次提高硝酸银的浓 度至1.0mmol/L。最终得到耐银的解淀粉芽孢杆菌活化菌株; (2)取1mL活化的菌株,接种到300mL硝酸银浓度为0.5-1.0mmol/L  LB液体培养基中,于 37℃、130-180rpm恒温振荡培养2-5天; (3)用超声波细胞破碎仪对步骤(2)的混合培养液超声破碎处理; (4)将步骤(3)得到的混合溶液置于4℃离心机中,5000-6000r/min,离心5min,收集上 清液。得到的混合溶液经0.22或0.45μm的滤膜过滤,70℃烘箱中静置8-12h,最终得到荧光 Ag/AgCl纳米复合材料。 值得说明的是:本发明中解淀粉芽孢杆菌(Bacillus  amyloliquefaciens)zxw01,已在 中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为CGMCCNo.8464,保藏日 期为  2013年11月11日,保藏地址为北京市朝阳区北辰路1号院3号。 条件优选:步骤(1)中的解淀粉芽孢杆菌于37℃下培养30h,每次取2mL菌液接种到 含有硝酸银的LB液体培养基中;步骤(2)中硝酸银浓度为1.0mmol/L,混合培养液于37℃、  150rpm恒温振荡培养3天;步骤(3)中超声波细胞破碎仪工作参数为超声15s,间隔5s,温度  0℃,功率80%,总时间30min;步骤(4)中离心是以5000r/min转速离心5min,混合溶液经  0.45μm的滤膜过滤,于70℃烘箱中静置12h。 为实现本发明的第三个目的,将荧光Ag/AgCl纳米复合材料用于Cr6 的定量检测 中,检测方法为:荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液和不同浓度的Cr6 标准溶液以体积为1:10 的比例加入到荧光比色皿中,以372nm为激发波长,测定其荧光光谱,获得荧光强度与Cr6 浓 度的线性关系。然后向荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液加入待检测样品,可通过荧光强度的 变化定量检测待测样品中Cr6 的浓度。 本发明的创新机理是: (1)设计发蓝光的Ag/AgCl纳米复合材料 本发明不采用传统的化学合成法,而是利用操作简单且环保的微生物(解淀粉芽孢杆 菌)  合成蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料。利用解淀粉芽孢杆菌含有的活性成分代替常用 的化学还原剂比如NaBH4,通过生物法制备得到。在加入银离子的液体培养基中,解淀粉芽 孢杆菌为适应恶劣的生存条件产生应激反应分泌活性物质将银离子还原。当激发波长为 372nm时,在477nm处有一个荧光吸收峰。 (2)Ag/AgCl纳米复合材料的制备方法 取1mL活化的耐银解淀粉芽孢杆菌菌株,接种到300mL硝酸银浓度为1.0mmol/LLB液体 培养基中,于37℃、150rpm恒温振荡培养3~5天,用超声波细胞破碎仪对混合培养液超声破 碎后,置于4℃离心机中,5000rpm离心5min,收集上清液并经0.45μm滤膜过滤,70℃烘箱中 静置8-12h,即得荧光Ag/AgCl纳米复合材料。 与现有技术相比,本发明的优点在于: (1)利用解淀粉芽孢杆菌分泌的活性成分代替常用的化学还原剂比如NaBH4,通过生物 4 CN 111607391 A 说 明 书 3/5 页 法制备得到Ag/AgCl纳米复合材料。绿色环保,制备方法简单,省时省力,且解淀粉芽孢杆菌 容易培养,成本低廉。 (2)采用生物法制得的荧光Ag/AgCl纳米复合材料大小均匀、光稳定性强、荧光强度高、 毒副作用小,具有良好的生物相容性,在化学传感、环境保护等领域有广阔的应用前景。 (3)本发明制备的荧光Ag/AgCl纳米复合材料,可实现痕量Cr6 的定量检测。荧光  Ag/ AgCl纳米复合材料具有良好的蓝色发光性能,对Cr6 具有高灵敏度和专一性,可以避免其它 金属离子的干扰,可将其用于构建检测Cr6 的传感体系。 附图说明 图1为实施例1制备蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料的XRD图; 图2为实施例1制备蓝色荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液的荧光-紫外图,图中a为 紫外可见吸收光谱图,b为荧光光谱图; 图3为实施例2荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液加入不同金属离子时荧光峰强度的 变化(F0-F)/F0图; 图4为实施例3荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液与浓度范围为0-100μmol/LCr6 之间 的线性关系; 图5为实施例4荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液在不同pH值下荧光峰强度的变化曲 线; 图6为实施例5其他金属离子对荧光Ag/AgCl纳米复合材料溶液检测Cr6 的干扰实 验的荧光峰强度的变化(F0-F)/F0图。
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