[发明专利]一种基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针及其制备方法和在监测细菌孢子发芽过程中的应用

说明书

本发明公开了一种基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针及其制备方法和在监测细菌孢子发芽过程中的应用，荧光探针由CdS量子点、罗丹明^o6G染料及铕离子共同负载在沸石基咪唑酸酯骨架上构成，铕离子起始猝灭了CdS量子点的荧光，在2,6‑吡啶二羧酸存在下，铕离子和2,6‑吡啶二羧酸结合，使CdS量子点的荧光恢复，但罗丹明6G染料的荧光不受影响，从而利用细菌孢子发芽会释放2,6‑吡啶二羧酸的原理，设计比率型荧光监测细菌孢子发芽过程的方法，该方法选择性好、灵敏度高、检测限低及检测范围宽。

技术领域

本发明涉及一种生物传感器，尤其涉及一种由CdS量子点、罗丹明°6G染料及铕离子共同负载在沸石基咪唑酸酯骨架上构成的荧光探针，还涉及其制备方法，以及利用细菌孢子发芽过程释放2,6-吡啶二羧酸的原理，从而可以通过基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针检测2,6-吡啶二羧酸以实现荧光法监测细菌孢子发芽过程。属于生物传感技术领域。

背景技术

2,6-吡啶二羧酸是一种食源性标志致病菌休眠体-芽孢萌发时释放出的核内物质，大量存在于细菌芽孢内。芽孢形成过程中在化学成分方面也发生很大变化。生芽孢的细胞大量吸收钙离子并大量合成营养细胞中没有的吡啶二羧酸。传统的热杀菌技术只能将细菌营养体杀灭，而不能将芽孢杀死。芽孢的这种强抗逆性主要依赖于芽孢核心区或其内细胞质高度脱水状态和高密度的吡啶二羧酸钙等核内物质。芽孢的萌发过程中，占芽孢干重约5～10％的2,6-吡啶二羧酸以及与其结合的二价阳离子(主要为Ca²⁺)从芽孢核内释放，这些物质的释放使芽孢的折光性逐渐消失，随后肽聚糖芽孢皮层水解，相关蛋白酶的活性恢复，萌发结束。因此，对2,6-吡啶二羧酸浓度的精确检测对于判断芽孢萌发情况具有极其重要的意义。

传统的检测2,6-吡啶二羧酸浓度的方法主要有荧光聚合酶链式反应检测法、比色法、高效液相色谱法等，这些方法虽然在单一体系内检测结果可靠，但处理过程繁琐，检测限高，检测范围小，而且对于复杂体系内标志物的检测结果不准确，选择性较差，灵敏度不理想，很容易受到环境干扰。

发明内容

针对现有技术检测2,6-吡啶二羧酸的方法存在的技术问题，本发明的第一个目的是在于提供一种选择性好、灵敏度高、检测限低、检测范围宽的可用于实时荧光监测细菌孢子发芽过程的基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针。

本发明的第二个目的是在于提供一种操作简单、低成本制备所述基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针的方法。

本发明的第三个目的是在于提供一种基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针的应用，该荧光探针在2,6-吡啶二羧酸作用下可以实现荧光恢复，具有选择性好、灵敏度高、检测限低、检测范围宽等优点，从而利用细菌孢子发芽过程释放2,6-吡啶二羧酸的原理，来实现细菌孢子发芽过程的监测。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针，其由CdS量子点、罗丹明°6G染料及铕离子共同负载在沸石基咪唑酸酯骨架上构成。

本发明的基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针在沸石基咪唑酸酯骨架中同时负载了铕离子和CdS量子点，而铕离子能够使得CdS量子点的荧光猝灭，而当环境中存在2,6-吡啶二羧酸时，铕离子能够和2,6-吡啶二羧酸配位结合，从而使得铕离子与CdS量子点的作用变弱，最终使CdS量子点的荧光恢复，而罗丹明6G染料作为一种参比荧光，其荧光不受铕离子影响，从而设计了一种比率型荧光探针，可以用于环境中2,6-吡啶二羧酸的检测，而细菌孢子发芽过程会释放2,6-吡啶二羧酸，因此通过基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针可以设计用于监测细菌孢子发芽过程的方法。

优选的方案，所述沸石基咪唑酸酯骨架粒径大小为200～300纳米，且沸石基咪唑酸酯骨架内部含有1～3纳米的孔道，所述CdS量子点粒径为4～8nm，负载在沸石基咪唑酸酯骨架表面，而罗丹明6G染料及铕离子主要负载在沸石基咪唑酸酯骨架内部孔道中。

优选的方案，所述基于沸石基咪唑酸酯骨架的荧光探针呈菱形十二面体形貌。