一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器及其制备方法

1.本发明属于无机功能材料及其制备方法的技术领域，具体涉及一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器及其制备方法。


背景技术：

2.四环素的基本结构包含有四个稠合芳香环的氢化萘骨架，因此而得名四环素。目前，在商业上可以使用的各种四环素类抗生素主要包括四环素(tc)、金霉素(ctc)、土霉素(otc)和强力霉素(dox)等，其产品分为四大类：饲料预混料、注射剂、可溶粉沫和片剂。四环素类抗生素(tcs)在动物性食品生产中的应用最为广泛，列为第一大抗菌物质。四环素类抗生素的合理使用，能够治疗和控制农场动物(奶牛、肉牛、猪、羊和鸡)由细菌病原体引起的动物传染病，提高鸡、犊牛、肉牛、猪和绵羊饲料喂养效率，以及提高奶牛的产奶量。然而，肉食品和乳制品内四环素残留成为了影响人类健康的严重问题，食用含有四环素残留的食品会引起包括过敏反应的多种并发症，同时四环素残留可能会导致“抗生素耐药性”，即使使用剂量很低，也会破坏肠道菌群平衡，从而导致致癌、突变和许多其他畸形风险。
3.为了防止四环素残留对消费者的健康产生有害影响，常见的四环素残留检测方法包括确认方法和筛选方法。然而这两种方法都比较费时费力，大多数是基于液相色谱-质谱联用仪来定量分析物的浓度，虽然这些方法的检测灵敏度高，但不符合在线高通量、现场筛选的要求，并且它们价格昂贵，通常需要复杂的仪器和实验室设备以及专业的检测人员。因此，开发一种迅速、简便、特异、廉价的四环素现场检测技术对于食品安全和公众健康而言意义非凡。
4.基于此，开发一种检测效果灵敏准确、检测限度宽、操作快速方便的用于检测四环素类抗生素残留的传感器，以实现对于食品领域四环素类抗生素残留的快速、灵敏、友好的检测，是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于提供一种检测效果灵敏准确、检测限度宽、操作快速方便的用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
6.本发明的目的之二在于提供一种检测效果灵敏准确、检测限度宽、操作快速方便的用于检测四环素类抗生素残留的传感器的制备方法。
7.本发明实现目的之一采用的技术方案是：提供一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器，所述传感器包括第一荧光探针、第二荧光探针和基材；
8.所述第一荧光探针为氮掺杂碳量子点，所述第二荧光探针为铕掺杂氟化钙caf2@eu
3+
，所述基材为聚乙烯醇气凝胶。
9.在本发明中，传感器采用了两种不同颜色的荧光探针组合而成，其中，氮掺杂碳量子点的第一荧光探针在一定波长的紫外线光激发下产生吸收峰，受内滤光效应的影响，随着四环素类抗生素浓度的升高，其荧光强度下降；caf2@eu
3+
的第二荧光探针由于其中掺杂
的镧系金属离子eu
3+
能与四环素类抗生素形成配合物，使其原本的荧光发射增强。上述两种荧光探针相配合，由一种荧光增强另一种荧光减弱的现象导致总体荧光颜色发生变化来检测四环素类抗生素的含量，使检测效果更加灵敏准确、且拓宽了检测限度。进一步的，本发明的传感器采用聚乙烯醇气凝胶为基材，利用聚乙烯醇气凝胶吸水性好、溶胀速率快等优势，进一步缩短了显色时间，提高了检测速率。
10.在上述技术方案中，第二荧光探针采用了将铕元素是掺杂在caf2晶体中的方式制备caf2@eu
3+
，相较于直接将镧系金属离子掺杂于碳点中的方式，本发明提供的第二荧光探针caf2@eu
3+
的荧光强度更高，与四环素反应后荧光增强更为明显。此外，本发明将氮掺杂碳点与caf2@eu
3+
分开形成不同的荧光探针，便于针对不同浓度范围的四环素含量样品进行两荧光探针的比例调控，以获得更好的检测效果。更重要是，本发明采用镧系金属离子中的铕元素，其具有的红色荧光与碳点的蓝色荧光属于对立色，相较于其他镧系金属离子(如发绿色荧光的铈元素)，本发明制得的荧光探针变色范围更加广，使得传感器检测的灵敏度效果大大提升。
11.在本发明中，所述四环素类抗生素包括金霉素、土霉素、四环素、强力霉素中的一种或多种的组合。
12.进一步的，所述传感器的紫外线激发波长为300～380nm。优选地，所述紫外线激发波长为365nm。
13.进一步的，所述传感器中，第一荧光探针与第二荧光探针的质量比为10:1～1:2000。在本发明中，通过调整传感器中第一荧光探针与第二荧光探针的质量比，能够调控传感器的颜色，使其针对不同浓度范围的四环素类抗生素均实现灵敏、准确的检测效果。
14.本发明实现目的之二采用的技术方案是：提供一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器的制备方法，包括以下步骤：
15.s1、将柠檬酸与氮掺杂剂的水溶液进行水热反应，将产物冷却、过滤、透析、浓缩和冷冻干燥，得到第一荧光探针；
16.s2、将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入铕盐，于回流装置中进行恒温反应，将产物冷却至室温，离心获得沉淀，甲醇洗涤并干燥，得到第二荧光探针；
17.s3、将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针加入聚乙烯醇的水溶液中，充分混合，得到混合物；
18.s4、对所述混合物进行冷冻-解冻操作数次，最后将产物冷冻处理，再冷冻干燥，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
19.进一步的，所述步骤s1中，柠檬酸的摩尔浓度为0.01～1.5m，氮掺杂剂中氮元素的摩尔浓度为0.01～1.5m。所述水热反应的温度为120～240℃，水热反应的时间为4～24h。
20.进一步的，所述步骤s2中，氟化铵的摩尔浓度为0.1-10m，钙离子摩尔浓度为0.1-10m，铕离子摩尔浓度为1-500mm。所述恒温反应的温度为60～80℃，恒温反应的时间为0.5～10h。
21.进一步的，所述氮掺杂剂包括含氮无机物，优选地，氮掺杂剂选自氨水、铵盐、尿素、硝酸盐中的一种或多种的组合。
22.所述铕盐包括三价铕铕盐，优选地，铕盐选自氯化铕、硝酸铕、碳酸铕、硫酸铕中的一种或多种的组合。
23.进一步的，所述步骤s3中，第一荧光探针与第二荧光探针的质量比为10:1～1:2000；所述聚乙烯醇的水溶液中，聚乙烯醇的质量分数为1～20％。优选地，所述充分混合采用磁力搅拌进行，磁力搅拌的时间为1～6h。
24.进一步的，所述步骤s4中，冷冻-解冻操作的次数为1～5次。本发明将步骤s3制得的混合物重复冷冻-解冻的步骤，形成冻融循环。混合物在上述过程中，慢慢形成氢键等结构并逐步形成网状分子结构，再以网状分子结构为基础，在后续的冷冻过程中，将中间的水分形成冰晶，在最后的冷冻干燥过程中，使得水升华留下多孔结构，以形成气凝胶。优选地，在每一次冷冻-解冻的操作中，冷冻的温度为-50℃，冷冻的时间为10h，解冻的温度为室温，解冻的时间为10h，冷冻-解冻操作的次数为5次。
25.进一步的，所述步骤s4中，将重复冷冻-解冻步骤后获得的产物先置于-50℃的条件下冷冻处理10h，再放置于冷冻干燥机中，至样品完全干燥为止，冷冻干燥的时间由仪器的型号及样品的厚度和质量而定。
26.在一些较好的实施方式中，所述用于检测四环素类抗生素残留的传感器的制备方法，包括以下步骤：
27.s1、将柠檬酸与尿素的水溶液于120～240℃水热反应4～24h，产物冷却、过滤、透析、浓缩和冷冻干燥，得到第一荧光探针；其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.01～1.5m，尿素的摩尔浓度为0.01～1.5m；
28.s2、将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，回流装置中恒温60～80℃反应0.5～10h，冷却至室温，离心获得沉淀，甲醇洗涤并干燥，获得第二荧光探针；其中，氟化铵的摩尔浓度为0.1-10m，钙离子的摩尔浓度为0.1-10m，铕离子的摩尔浓度为1-500mm；
29.s3、将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照10:1～1:2000的质量比加入质量分数为1～20％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1～6h，获得混合物；
30.s4、将所述混合物置于-50℃冷冻1～24h后取出，解冻，重复冷冻解冻操作1～5次，最后将产物置于-50℃条件下冷冻10h，再冷冻干燥，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
31.本发明中制得的四环素类抗生素残留检测的传感器具有以下三个显著特点：
32.其一、第一荧光探针氮掺杂碳量子点，在365nm附近具有很强的吸收峰，受到365nm紫外激发光能发射出明亮的蓝色荧光，处于具有四环素类抗生素的环境中时，受到内滤光的效应随着抗生素浓度的升高其荧光强度降低。
33.其二、第二荧光探针caf2@eu
3+
采用镧系金属离子掺杂氟化钙，四环素类抗生素会与镧系金属离子结合形成配合物，随着抗生素浓度升高，受到365nm紫外激发后，其荧光会显著增强。
34.其三、上述两种荧光探针按照一定比率浓度加入至聚乙烯醇气凝胶基材中制备成传感器件，聚乙烯醇气凝胶具有吸水性好，溶胀速率快等优势，使得其显色时间快，检测迅速；能够通过颜色变化来判别四环素类抗生素浓度，灵敏度高，检测限低，并且易于保存。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36.(1)本发明提供的一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器的制备方法，能够通过调控两种荧光探针的比例来控制颜色变化，满足对不同浓度范围内四环素类抗生素实
现灵敏检测的需求。该传感器的基材采用聚乙烯醇气凝胶，具有很强的吸水性，溶胀速率高，能快速吸收待测液体实现快速检测效果；此外，气凝胶具有多孔网状结构，能加大荧光探针与待测液体的接触面积，进一步加快检测时间与检测灵敏度。
37.(2)本发明提供的一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器，具有检测效果灵敏准确、检测限度宽、操作快速方便等优势。本发明提供的传感器检测范围包括多种不同的四环素类抗生素(如金霉素、土霉素、四环素、强力霉素等)，不单单受限于四环素，适用范围广、检测效果好，具有广阔的推广及应用前景。
附图说明
38.图1是本发明实施例1、2制得的caf2@eu
3+
的xrd图谱；
39.图2是本发明实施例8、9制得的caf2@eu
3+
的扫描电镜照片；
40.图3是本发明实施例10制得的碳点和caf2@eu
3+
的红外光谱图；
41.图4是本发明实施例10制得的碳点的透射电镜照片；
42.图5是本发明实施例4和5制得的碳点和caf2@eu
3+
的紫外吸收光谱；
43.图6是本发明实施例7制得的气凝胶传感器的扫描电镜照片；
44.图7是本发明实施例6制得的的传感器与不同浓度的四环素类抗生素的检测效果图；
45.图8是图7的检测效果图的r通道灰度图、g通道灰度图和b通道灰度图。
具体实施方式
46.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
48.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
49.本发明实施例1-10涉及的制备方法中，各步骤的主要参数及实验条件如下表1所示：
50.表1
51.[0052][0053]
实施例1
[0054]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.01mol/l，尿素的摩尔浓度为0.01mol/l；取30ml上述混合溶液于120℃水热反应2h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0055]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为0.1mol/l，钙离子的摩尔浓度为0.1mol/l，铕离子的摩尔浓度为1mmol/l；回流装置中恒温60℃反应0.5h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤2次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0056]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照10:1的质量比加入质量分数为1wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0057]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻10h，重复冷冻解冻操作2次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0058]
实施例2
[0059]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.1mol/l，尿素的摩尔浓度为0.05mol/l；取30ml上述混合溶液于140℃水热反应6h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0060]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为0.1mol/l，钙离子的摩尔浓度为0.1mol/l，铕离子的摩尔浓度为100mmol/l；回流装置中恒温70℃反应1h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0061]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:1的质量比加入质量分数为5wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0062]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻2h后取出，室温解冻5h，重复冷
冻解冻操作1次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0063]
实施例3
[0064]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.01mol/l，尿素的摩尔浓度为0.01mol/l；取30ml上述混合溶液于160℃水热反应12h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0065]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为3mol/l，钙离子的摩尔浓度为1mol/l，铕离子的摩尔浓度为100mmol/l；回流装置中恒温70℃反应5h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤5次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0066]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:1的质量比加入质量分数为10wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0067]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻24h后取出，室温解冻10h，重复冷冻解冻操作2次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0068]
实施例4
[0069]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.1mol/l，尿素的摩尔浓度为0.5mol/l；取30ml上述混合溶液于180℃水热反应8h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0070]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为10mol/l，钙离子的摩尔浓度为20mol/l，铕离子的摩尔浓度为500mmol/l；回流装置中恒温80℃反应5h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤5次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0071]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:100的质量比加入质量分数为2wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0072]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻4h后取出，室温解冻5h，重复冷冻解冻操作5次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0073]
实施例5
[0074]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.1mol/l，尿素的摩尔浓度为0.5mol/l；取30ml上述混合溶液于180℃水热反应8h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0075]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为0.1mol/l，钙离子的摩尔浓度为0.5mol/l，铕离子的摩尔浓度为20mmol/l；回流装置中恒温60℃反应1h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤2次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0076]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:200的质量比加入质量分数为6wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0077]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻5h，重复冷
冻解冻操作4次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0078]
实施例6
[0079]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.01mol/l，尿素的摩尔浓度为0.1mol/l；取30ml上述混合溶液于200℃水热反应12h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0080]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为0.1mol/l，钙离子的摩尔浓度为1mol/l，铕离子的摩尔浓度为50mmol/l；回流装置中恒温70℃反应2h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤2次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0081]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:100的质量比加入质量分数为2wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0082]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻10h，重复冷冻解冻操作5次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0083]
实施例7
[0084]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.5mol/l，尿素的摩尔浓度为1.5mol/l；取30ml上述混合溶液于180℃水热反应10h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0085]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为10mol/l，钙离子的摩尔浓度为10mol/l，铕离子的摩尔浓度为500mmol/l；回流装置中恒温70℃反应2h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0086]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:2000的质量比加入质量分数为5wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0087]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻10h，重复冷冻解冻操作3次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0088]
实施例8
[0089]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为1.5mol/l，尿素的摩尔浓度为1.5mol/l；取30ml上述混合溶液于160℃水热反应8h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0090]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为2mol/l，钙离子的摩尔浓度为1mol/l，铕离子的摩尔浓度为10mmol/l；回流装置中恒温70℃反应2h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0091]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:500的质量比加入质量分数为20wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0092]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻10h，重复
冷冻解冻操作5次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0093]
实施例9
[0094]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.5mol/l，尿素的摩尔浓度为1.5mol/l；取30ml上述混合溶液于180℃水热反应10h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0095]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为2mol/l，钙离子的摩尔浓度为1mol/l，铕离子的摩尔浓度为500mmol/l；回流装置中恒温70℃反应2h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0096]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:2000的质量比加入质量分数为5wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0097]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻10h，重复冷冻解冻操作5次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0098]
实施例10
[0099]
步骤1：将柠檬酸与尿素溶于去离子水中，充分搅拌均匀，其中，柠檬酸的摩尔浓度为0.5mol/l，尿素的摩尔浓度为1.5mol/l；取30ml上述混合溶液于180℃水热反应10h，产物室温冷却、过滤、透析24h后旋蒸浓缩、再冷冻干燥，得到碳点粉末的第一荧光探针；
[0100]
步骤2：将氟化铵与无水氯化钙溶于无水甲醇中，加入六水氯化铕，其中，氟化铵的摩尔浓度为4mol/l，钙离子的摩尔浓度为4mol/l，铕离子的摩尔浓度为500mmol/l；回流装置中恒温70℃反应2h，冷却至室温，将反应物离心获得下层沉淀，将沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱干燥24h得到白色晶体的第二荧光探针，放置于避光干燥环境下保存备用；
[0101]
步骤3：将所述第一荧光探针与所述第二荧光探针按照1:2000的质量比加入质量分数为5wt％的聚乙烯醇的水溶液中，磁力搅拌1h，获得混合物；
[0102]
步骤4：将所述混合物置于培养皿中，于-50℃冷冻10h后取出，室温解冻10h，重复冷冻解冻操作5次，最后将产物于-50℃冷冻10h，再冷冻干燥成气凝胶，裁剪至合适的尺寸，即得到一种用于检测四环素类抗生素残留的传感器。
[0103]
性能测试
[0104]
(一)第一荧光探针(氮掺杂碳点)与第二荧光探针(caf2@eu
3+
)的表征：
[0105]
图1是本发明实施例1、2得到的caf2@eu
3+
的xrd图谱，数据由德国布鲁克d8型x射线衍射仪采集。从图中可以看出，本发明制备的caf2@eu
3+
为结晶性好，化学组成和结构均匀的单一化合物，具有与caf2相似的晶体结构,证明镧系金属掺杂并未破坏其晶体结构。
[0106]
图2是本发明实施例8、9得到的caf2@eu
3+
的扫描电镜照片。由图可知在此条件下反应得到的caf2@eu
3+
大小均一，分散均匀，尺寸在10nm左右。
[0107]
图3是本发明实施例10得到的碳点和caf2@eu
3+
的红外光谱图；数据在美国尼高力公司的avatar360型傅里叶红外光谱仪上完成采集。3540cm
–1处的强吸收峰可以归属于o
–
h键的特征伸缩振动峰，1650cm
–1处的峰显示了c＝c的存在，1450cm-1
处的强吸收峰可以归属于表面的大量的自由氨基。
[0108]
图4是本发明实施例10得到碳点的透射电镜照片。照片由日本电子的jem-2100透射式电子显微镜拍摄而成。由图4可以看出，碳点分布均匀分散性好，大部分尺寸都在4-5nm左右。
[0109]
(二)第一荧光探针(氮掺杂碳点)与第二荧光探针(caf2@eu
3+
)的紫外吸收光谱图：
[0110]
图5是本发明实施例4、5得到的碳点和caf2@eu
3+
的紫外吸收光谱；数据在日本岛津生产的uv-3600紫外可见分光光度计上完成采集。由图可知，在此条件下所制备的碳点溶液在365nm附近具有很强的吸收峰，能与四环素类抗生素溶液发生内滤光效应。
[0111]
(三)气凝胶传感器的扫描电镜照片：
[0112]
扫描电镜照片由日本电子的jem-2100透射式电子显微镜拍摄而成。图6是本发明实施例7得到的气凝胶传感器的扫描电镜照片。可以看到其具有多网孔状结构，pva材料本身具有亲水性，所以得到的气凝胶具有高吸水性高溶胀速率等优点，检测速度快。
[0113]
(四)传感器对不同浓度的四环素类抗生素的检测效果测试：
[0114]
测试方法如下：
[0115]
1、将实施例6制得的传感器裁剪至8mm
×
8mm的圆形薄片；
[0116]
2、配置不同浓度的四环素类抗生素溶液作为待测液；其中，抗生素包括为四环素tc、土霉素otc、强力霉素dox、金霉素ctc；抗生素溶液的浓度范围为0～1000μm，四种抗生素每种19个浓度，共76组样品；
[0117]
3、分别使用移液枪吸取20微升的待测液，滴加在圆形薄片上，等待2min使得液体被气凝胶完全吸收；
[0118]
4、在黑暗条件下，使用紫外光(波长为365nm)照射，使用智能手机拍摄其荧光图片。图7为实施例6制得的传感器与不同浓度的四环素类抗生素的检测效果图，由图可见所制备传感器的颜色随着四环素抗生素浓度的升高，颜色从蓝色逐渐变紫色再变粉红色最后变为橘红色。
[0119]
为便于展示颜色变化结果，将图7进一步处理为rgb三通道的灰度变化图，如图8所示。从图8可以看出，r通道随着四环素浓度升高其亮度升高，b通道随着四环素浓度升高其亮度降低，g通道灰度图则没有明显变化趋势，rgb三通道的变化会使传感器的颜色产生明显改变，检测效果十分明显。
[0120]
综上，本发明提供的用于检测四环素类抗生素残留的传感器，能够通过调控两种荧光探针的比例来控制颜色变化，满足对不同浓度范围内四环素类抗生素实现灵敏检测的需求。该传感器具有检测效果灵敏准确、检测限度宽、操作快速方便等优势，适用范围广、检测效果好，具有广阔的推广及应用前景。
[0121]
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。