[發明專利]基于雙功能可循環磁性熒光傳感器的污水中甲卡西酮檢測與凈化的方法

在審

• 申請號: 202111206483.7
• 申請日: 2021-10-16
• 公開（公告）號: CN113945529A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 丁艷君;凌江;石堅;張文琦;成子佳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/64;C02F1/28;C02F1/48
• 代理公司: 長沙睿翔專利代理事務所(普通合伙) 43237
• 代理人: 周松華;孫建霞

本發明公開了一種基于雙功能可循環磁性熒光傳感器的污水中甲卡西酮檢測與凈化的方法，先以鄰苯二胺為碳源合成了具有熒光的碳點，然后用APTES進行硅烷功能化得到硅烷化的碳點。同時，采用高溫共沉淀法合成了作為熒光信號載體和磁性收集功能團的高質量磁性納米Fe₃O₄，并加入正硅酸乙酯以隔離Fe₃O₄。隨后，分別以3?氨丙基三乙氧基硅烷、TEOS和氨水溶液作為功能單體、交聯劑和催化劑，通過溶膠?凝膠聚合的方法將模板分子甲基卡西酮和熒光信號分子Si?CDs均勻印跡在Fe₃O₄表面。模板洗脫后，傳感器表面暴露出對甲卡西酮具有高度特異性和親和力的空腔，完成MFMIPs傳感器的構建。

技術領域

本發明涉及一種甲卡西酮檢測與凈化方法，具體涉及一種基于雙功能可循環磁性熒光傳感器的污水中甲卡西酮檢測與凈化的方法。屬于于復合型光學材料制備及法醫學毒(藥) 物分析檢測技術領域。

背景技術

目前，非法藥物濫用仍然是一個全球性的嚴重問題，嚴重威脅到社會的穩定和安全。2009年，估計有2.1億人使用甲卡西酮，占全球15～64歲人口的4.8％，而2018 年估計有2.69億人使用甲卡西酮，占總人口的5.3％，其中很大一部分是甲卡西酮濫用者。大規模的濫用，再加上其隱蔽性和多樣性，無疑增加了監測的難度。

與犯罪統計、醫療記錄和人口調查等傳統監測方法相比，基于廢水的流行病分析學 (WBE)作為一種新興的、強有力的工具，在監測特定區域的毒品流行和消費方面更加有效。通常情況下，WBE是通過檢測來自集中污水處理廠的污水中目標藥物(或代謝物)和人口標記物的含量進行攜帶的，結合污水處理能力和人口規模反向估算該地區的人均藥物消耗率。在過去的十年中，WBE以其省時、準確度高、能夠有效地監測某些藥物濫用高發地區的優點而被廣泛應用于世界各地的藥物濫用評估中。

實際上，在應用過程中用于評估這些目標的分析工具主要是基于昂貴的儀器，必須安裝在實驗室，由專業技術人員操作，如液相色譜-串聯質譜(LC-MS/MS)用于檢測具有高靈敏度、高選擇性和高穩定性的化學物質或其代謝物。然而，儀器昂貴的要求和對實驗室分析的限制了這些技術的廣泛應用。近年來，使用高特異性光學物質結合比色法、熒光法和電化學生物傳感平臺的生物傳感器已經成為有效的替代方案，顯示出痕量污水分析檢測的能力；但這些方法僅具有單一的分析功能，且大多數不具備回收重復使用和凈化的能力。為此，提出了一種具有重復利用和凈化雙重功能的新方法，對污水中甲卡西酮的準確、高效、低成本檢測具有重要的應用價值和理論意義。

納米材料相關技術的快速發展為設計用于非法藥物分析檢測的選擇性和敏感性傳感器提供了巨大的機會。近年來，碳點(CDs)因其優異的光學、化學和物理性質而受到廣泛關注。由于其具有超小光致發光的碳納米結構和眾多的表面功能，使得CDs易于功能化，具有優異的光學傳感功能，在生物傳感、熒光成像、生物醫學、化學傳感等領域得到了廣泛的應用。分子印跡聚合物(MIPs)是一種基于模塊分子大小、形狀和官能團記憶功能的目標識別和分析的新興檢測技術。將熒光信號材料(如CDs)與MIPs結合以實現基于熒光信號響應的痕量目標檢測是目前流行的方法。由于目標物和靶點在大小、形狀和功能上具有互補性，因此在MIPs上形成的識別位點能夠準確識別目標物。此外，在信號響應下，熒光強度可以線性反映目標物的含量。另一方面，磁性納米顆粒，特別是Fe₃O₄NPs納米顆粒，已經被研究人員在靶向藥物傳遞和癌癥熱療磁共振成像等領域進行研究。磁性納米粒子最重要的特性之一是可以被外部磁場快速收集、分離和固定。受上述技術的啟發，結合CDs、 MIPs、Fe₃O₄NPs和WBE技術開發了一種新型熒光傳感器，它將是一種多功能、可回收的磁性熒光分子印跡傳感器(MFMIPs)，用于快速檢測和凈化污水中的甲卡西酮。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種基于雙功能可循環磁性熒光傳感器的污水中甲卡西酮檢測與凈化的方法。