接枝共聚制备细菌检测膜及细菌检测的方法与流程

文档序号:15440109发布日期:2018-09-14 22:41阅读:158来源:国知局

本发明涉及细菌检测,属于生物化学技术领域,具体地涉及一种接枝共聚制备细菌检测膜及细菌检测的方法。



背景技术:

对常见细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等进行高效、快速的检测是医疗卫生、食品安全、环境等各领域较为关注的问题之一。目前常用的检测方法通常需要借助于实验仪器,该种测定方法具备高度的选择性、专一性和准确性等的优点,缺点是检测周期长,如常见检测周期长达0.5天~7天,且检测过程繁琐、工作量大,此外,由于该种测定方法的技术要求高,通常需要专业人员实际操作,无法满足细菌实时检测的需要。因此,亟需发展能够快速、准确简便的检测细菌浓度的新型材料。

细菌的膜化检测是解决目前检测方法局限的有利方法,如中国发明专利申请(申请公开号:cn101676723a,申请公开日:2010-03-24)公开了一种用于检测检测鼠疫细菌感染的免疫层析膜及其制备方法。该免疫层析膜为将鼠疫耶尔森氏菌多糖抗原以及可与金黄色葡萄球菌蛋白a结合的抗体固化在硝酸纤维素膜上形成检测线和质控线,优点是特异性强、简便、快捷,缺点是抗原的使用增加了使用成本,且只能针对单种活体细菌进行检测。

中国发明专利申请(申请公开号:cn103048316a,申请公开日:2013-04-17)公开了生牛乳细菌总数检测膜制作方法及检测方法。利用二次浸渍、干燥成膜的方式制备得到的细菌检测膜,优点是为生牛乳初期的收集过程中提供了一种快速、有效及方便的细菌总数测定方法,缺点是检出精度不够,只能区分样本细菌含量是否在3×105~20×105cfu/ml的范围内,不能细分细菌浓度,适用样本中活体细菌总数初步检测。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明公开了一种方便快速准确检测细菌浓度的接枝共聚制备细菌检测膜及细菌检测的方法。

为实现上述目的,本发明公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取纳米纤维膜浸渍于氢氧化钠溶液中活化处理得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)得到的所述表面活化的纳米纤维膜与溴异丁酰溴反应得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的纳米纤维膜:取步骤b)得到的所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜与甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯发生接枝共聚反应,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的纳米纤维膜;

d)制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取异硫氰酸荧光素、2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物反应得到异硫氰酸荧光素功能化的共聚物;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)得到的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的纳米纤维膜浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物的溶液中,制备得到细菌检测膜。

进一步地,所述步骤d)的具体反应过程如下:

取异硫氰酸荧光素、2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,反应时间为4~6h,去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为9~11,得到异硫氰酸荧光素功能化的共聚物溶液。

再进一步地,所述步骤d)中,2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物的具体反应过程如下:

取5~20mmol的2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐与50~200mmol的甲基丙烯酸钠、0.5~2mmol的溴化亚铜、0.5~2mmol的二联吡啶及0.5~2mmol的溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,将反应液的温度控制为70℃,反应6~10h后,冰水浴终止反应,采用沉淀分离,得到2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物,所述共聚物中2-氨乙基甲基丙烯酸酯的质量百分比为5~10%。

更进一步地,所述步骤e)的具体反应过程如下:

取步骤c)得到的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的纳米纤维膜浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物的溶液中,控制温度为4℃,反应10~20min,取出,采用清水洗涤至少2次,干燥后制备得到细菌检测膜。

更进一步地,所述步骤c)的具体反应过程如下:

所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜与溴化亚铜混合后,在惰性气体环境中,与甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯、二联吡啶的甲醇混合液,在80℃的恒温水浴下振荡反应10~20h,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的纳米纤维膜,所述溴化亚铜与甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯、二联吡啶之间的物质的量之比为0.5~2:50~200:0.5~2。

更进一步地,所述纳米纤维膜基材层的厚度为100~300μm,克重为12~40gsm,所述纳米纤维膜的材质为聚乙烯-聚乙烯醇。

为了更好的实现本发明的目的,本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的细菌检测膜。

作为本发明技术方案的优选,所述步骤b)的具体反应过程为:对纳米纤维膜进行表面活化处理后将其浸渍在溴异丁酰溴的甲苯或正戊烷溶液中,控制反应温度为25~35℃,反应时间为30~90min,所述溴异丁酰溴的甲苯或正戊烷溶液的体积百分比为1~5%。

作为本发明技术方案的优选,所述纳米纤维膜表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的接枝率不低于15%。

作为本发明技术方案的优选,所述纳米纤维膜表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯的接枝率不低于20%。

作为本发明技术方案的优选,所述异硫氰酸荧光素和2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物的质量比为5~7:100。

作为本发明技术方案的优选,所述异硫氰酸荧光素和2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物的质量比为6:100。

作为本发明技术方案的优选,在异硫氰酸荧光素的共聚物水溶液中,所述异硫氰酸荧光素的浓度为6mg/ml,所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物的浓度为100mg/ml。

为了更好的实现本发明的技术方案,本发明还公开了一种细菌检测的方法,其中定性检测的步骤如下:

1)选用上述制备的细菌检测膜,裁剪成长×宽=3cm×1cm;

2)将所述步骤1)的检测膜浸入3ml待测溶液中;

3)待5分钟后观察膜的颜色,通过肉眼观察膜颜色的变化来定性判断细菌的浓度:若膜颜色为无色,细菌的总数大于105cfu/ml;若膜颜色为浅黄绿色,细菌的总数为103~104cfu/ml;若膜颜色为深黄绿色,细菌的总数为10~103cfu/ml;若膜颜色在黄绿色基础上显橙色,细菌的总数为小于10cfu/ml。

进一步地,定量检测的方法包括如下步骤:

4)选用上述制备的细菌检测膜,裁剪成长×宽=3cm×1cm;

5)取待测溶液,测定其荧光强度值,然后将所述步骤4)的检测膜浸渍于待测溶液中,分别在相等的时间间隔之间测定待测溶液的荧光强度值,并计算荧光强度变化速率的数值;

6)将所述步骤5)的荧光强度变化速率的数值代入标准曲线中,得到待测样品中的细菌浓度值。

再进一步地,所述步骤6)中的标准曲线为标准溶液荧光强度变化速率与细菌浓度对数值之间的线性关系图,绘制过程如下:

取五份大肠杆菌悬浮液的浓度为10cfu/ml、102cfu/ml、103cfu/ml、104cfu/ml、105cfu/ml的标准溶液,分别测定其荧光强度值,然后取5个完全相同的所述步骤4)的检测膜分别浸渍于上述标准溶液中,分别在相等的时间间隔之间测定标准溶液的荧光强度值,由多个前后变化的荧光强度的差值计算荧光强度的变化速率,以荧光强度的变化速率为纵坐标,以对应的标准溶液浓度的对数值为横坐标,得到标准曲线。

本发明制备方法的原理:

本发明的制备方法为在纳米纤维膜表面接枝共聚显正电性的聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯,而异硫氰酸荧光素功能化的共聚物在ph为9~11的环境中显负电性,该显负电性的异硫氰酸荧光素功能化的共聚物与聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯发生非特异性吸附,制备得到细菌检测膜。

本发明细菌检测方法的原理:

常规的细菌表面带有丰富的负电荷,相比普通负电性聚合物,细菌和正电性聚合物间具有更强的相互间作用力,因此,在细菌存在的环境下,细菌会优先与膜表面的正电性聚合物聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯相结合,从而诱发共聚物和异硫氰酸荧光素在膜表面的解吸附,由膜上解离下来的异硫氰酸荧光素功能化的共聚物进入溶液中,而异硫氰酸荧光素具有荧光特性,而共聚物解吸附量的多少与细菌的浓度成正比,因此,可以通过测定溶液内荧光强度的增加,定量的检测细菌的浓度。但是如果溶液内的异硫氰酸荧光素含量过高时,会有一定的自淬灭效应,因此当细菌浓度高于105时细菌浓度和荧光强度间不在具有线性相关性,但对于高于该浓度的样品可以经稀释后再进行测量。

有益效果:

本发明的细菌检测膜可在5min内快速准确的检测细菌的浓度,与传统的培养皿方法相比,检测效率和即时性有了较大的提高,同时该细菌检测膜能检测常规的多种细菌的总菌落数,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等,使用菌种范围广。

附图说明

图1为本发明实施例的标准溶液的荧光强度变化速率与细菌浓度对数值之间的线性关系图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明,以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容,但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

本实施例公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维悬浮液均匀的喷淋在棉质织物基布层的表面,干燥后得到负载在基布层上的纳米纤维膜层,其厚度为115μm,克重为12gsm;取该纳米纤维膜层浸渍于恒温(温度设定为30℃)氢氧化钠溶液中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l,浸渍处理1h左右,取出,采用自来水将表面残余的溶剂洗净,然后置于室温中自然晾干,得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)制备的所述表面活化的纳米纤维膜层浸渍在体积百分比含量为3%的溴异丁酰溴的甲苯溶液中,所述溴异丁酰溴作为自由基引发剂,控制反应温度为25℃,反应30~40min,得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜:取0.5mmol的溴化亚铜与所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜置于反应容器中,向容器中通入氮气,在氮气的保护气氛下,继续加入60mmol的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.5mmol的二联吡啶的甲醇混合液,将反应容器置于恒温水浴中,控制水浴温度为80℃,搅拌反应10~11h,后处理为采用蒸馏水进行超声洗涤干燥,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜;

d)制备2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物:取5mmol甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐、50mmol甲基丙烯酸钠、0.5mmol溴化亚铜、0.5mmol二联吡啶及0.5mmol溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,控制反应液温度为70℃反应8h,冰水浴终止反应,采用沉淀分离的方式提取出2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物;

制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取上述制备的所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物与异硫氰酸荧光素分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,混合反应5h,采用透析的方式去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为9;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)制备的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物中,处理20min左右的时间,取出,采用清水洗净后制备得到可显色的细菌检测膜,该检测膜的接枝率为20%。

实施例2

本实施例公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维悬浮液均匀的喷淋在棉质织物基布层的表面,干燥后得到负载在基布层上的纳米纤维膜层,其厚度为135μm,克重为15gsm;取该纳米纤维膜层浸渍于(温度设定为30℃)氢氧化钠溶液中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l,浸渍处理1h左右,取出,采用自来水将表面残余的溶剂洗净,然后置于室温中自然晾干,得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)制备的所述表面活化的纳米纤维膜层浸渍在体积百分比含量为3%的溴异丁酰溴的甲苯溶液中,所述溴异丁酰溴作为自由基引发剂,控制反应温度为30℃,反应40~50min,得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜:取0.5mmol的溴化亚铜与所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜置于反应容器中,向容器中通入氮气,在氮气的保护气氛下,继续加入80mmol的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.7mmol的二联吡啶的甲醇混合液,将反应容器置于恒温水浴中,控制水浴温度为80℃,搅拌反应12h,后处理为采用蒸馏水进行超声洗涤干燥,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜;

d)制备2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物:取5mmol甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐、80mmol甲基丙烯酸钠、0.7mmol溴化亚铜、0.8mmol二联吡啶及0.5mmol溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,控制反应液温度为70℃反应10h,冰水浴终止反应,采用沉淀分离的方式提取出2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物;

制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取上述制备的所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物与异硫氰酸荧光素分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,混合反应5h,采用透析的方式去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为9.5;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)制备的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物中,处理20min左右的时间,取出,采用清水洗净后制备得到可显色的细菌检测膜,该检测膜的接枝率为22%。

实施例3

本实施例公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维悬浮液均匀的喷淋在棉质织物基布层的表面,干燥后得到负载在基布层上的纳米纤维膜层,其厚度为150μm,克重为18gsm;取该纳米纤维膜层浸渍于恒温(温度设定为30℃)氢氧化钠溶液中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l,浸渍处理1h左右,取出,采用自来水将表面残余的溶剂洗净,然后置于室温中自然晾干,得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)制备的所述表面活化的纳米纤维膜层浸渍在体积百分比含量为2%的溴异丁酰溴的甲苯溶液中,所述溴异丁酰溴作为自由基引发剂,控制反应温度为30℃,反应60min,得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜:取0.5mmol的溴化亚铜与所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜置于反应容器中,向容器中通入氮气,在氮气的保护气氛下,继续加入100mmol的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1.0mmol的二联吡啶的甲醇混合液,将反应容器置于恒温水浴中,控制水浴温度为80℃,搅拌反应12h,后处理为采用蒸馏水进行超声洗涤干燥,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜;

d)制备2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物:取5mmol甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐、100mmol甲基丙烯酸钠、0.5mmol溴化亚铜、0.5mmol二联吡啶及0.5mmol溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,控制反应液温度为70℃反应10h,冰水浴终止反应,采用沉淀分离的方式提取出2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物;

制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取上述制备的所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物与异硫氰酸荧光素分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,混合反应5h,采用透析的方式去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为9.8;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)制备的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物中,处理20min左右的时间,取出,采用清水洗净后制备得到可显色的细菌检测膜,该检测膜的接枝率为25%。

实施例4

本实施例公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维悬浮液均匀的喷淋在棉质织物基布层的表面,干燥后得到负载在基布层上的纳米纤维膜层,其厚度为200μm,克重为25gsm;取该纳米纤维膜层浸渍于恒温(温度设定为30℃)氢氧化钠溶液中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l,浸渍处理1h左右,取出,采用自来水将表面残余的溶剂洗净,然后置于室温中自然晾干,得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)制备的所述表面活化的纳米纤维膜层浸渍在体积百分比含量为4%的溴异丁酰溴的甲苯溶液中,所述溴异丁酰溴作为自由基引发剂,控制反应温度为30℃,反应60min,得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层:取0.5mmol的溴化亚铜与所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜置于反应容器中,向容器中通入氮气,在氮气的保护气氛下,继续加入150mmol的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1.5mmol的二联吡啶的甲醇混合液,将反应容器置于恒温水浴中,控制水浴温度为80℃,搅拌反应12h,后处理为采用蒸馏水进行超声洗涤干燥,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层;

d)制备2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物:取5mmol甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐、125mmol甲基丙烯酸钠、0.5mmol溴化亚铜、0.5mmol二联吡啶及0.5mmol溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,控制反应液温度为70℃反应8h,冰水浴终止反应,采用沉淀分离的方式提取出2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物;

制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取上述制备的所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物与异硫氰酸荧光素分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,混合反应5h,采用透析的方式去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为10;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)制备的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物中,处理20min左右的时间,取出,采用清水洗净后制备得到可显色的细菌检测膜,该检测膜的接枝率为21%。

实施例5

本实施例公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维悬浮液均匀的喷淋在棉质织物基布层的表面,干燥后得到负载在基布层上的纳米纤维膜层,其厚度为250μm,克重为30gsm;取该纳米纤维膜层浸渍于恒温(温度设定为30℃)氢氧化钠溶液中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l,浸渍处理1h左右,取出,采用自来水将表面残余的溶剂洗净,然后置于室温中自然晾干,得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)制备的所述表面活化的纳米纤维膜层浸渍在体积百分比含量为4%的溴异丁酰溴的甲苯溶液中,所述溴异丁酰溴作为自由基引发剂,控制反应温度为30℃,反应60min,得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜:取0.5mmol的溴化亚铜与所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜置于反应容器中,向容器中通入氮气,在氮气的保护气氛下,继续加入180mmol的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1.7mmol的二联吡啶的甲醇混合液,将反应容器置于恒温水浴中,控制水浴温度为80℃,搅拌反应12h,后处理为采用蒸馏水进行超声洗涤干燥,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层;

d)制备2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物:取5mmol甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐、160mmol甲基丙烯酸钠、0.5mmol溴化亚铜、0.5mmol二联吡啶及0.5mmol溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,控制反应液温度为70℃反应8h,冰水浴终止反应,采用沉淀分离的方式提取出2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物;

制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取上述制备的所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物与异硫氰酸荧光素分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,混合反应5h,采用透析的方式去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为10.3;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)制备的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物中,处理20min左右的时间,取出,采用清水洗净后制备得到可显色的细菌检测膜,该检测膜的接枝率为25%。

实施例6

本实施例公开了一种接枝共聚制备细菌检测膜的方法,它包括如下步骤:

a)制备表面活化的纳米纤维膜:取聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维悬浮液均匀的喷淋在棉质织物基布层的表面,干燥后得到负载在基布层上的纳米纤维膜层,其厚度为300μm,克重为40gsm;取该纳米纤维膜层浸渍于恒温(温度设定为30℃)氢氧化钠溶液中,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l,浸渍处理1h左右,取出,采用自来水将表面残余的溶剂洗净,然后置于室温中自然晾干,得到表面活化的纳米纤维膜;

b)制备表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜:取步骤a)制备的所述表面活化的纳米纤维膜层浸渍在体积百分比含量为4%的溴异丁酰溴的甲苯溶液中,所述溴异丁酰溴作为自由基引发剂,控制反应温度为30℃,反应60min,得到表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜;

c)制备表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜:取0.5mmol的溴化亚铜与所述表面具有引发原子转移自由基的纳米纤维膜置于反应容器中,向容器中通入氮气,在氮气的保护气氛下,继续加入200mmol的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2.0mmol的二联吡啶的甲醇混合液,将反应容器置于恒温水浴中,控制水浴温度为80℃,搅拌反应12h,后处理为采用蒸馏水进行超声洗涤干燥,制备得到表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜;

d)制备2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物:取5mmol甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐、185mmol甲基丙烯酸钠、0.5mmol溴化亚铜、0.5mmol二联吡啶及0.5mmol溴代异丁酰溴溶于1,4-二氧六环中,通入氮气30min并密封后,控制反应液温度为70℃反应8h,冰水浴终止反应,采用沉淀分离的方式提取出2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物;

制备异硫氰酸荧光素功能化的共聚物:取上述制备的所述2-氨乙基甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物与异硫氰酸荧光素分散至弱碱性水溶液中,控制反应温度为4℃,混合反应5h,采用透析的方式去除未反应完全的异硫氰酸荧光素后调节溶液的ph为11;

e)制备细菌检测膜:取步骤c)制备的所述表面接枝聚甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯的纳米纤维膜层浸渍于步骤d)的所述异硫氰酸荧光素功能化的共聚物中,处理20min左右的时间,取出,采用清水洗净后制备得到可显色的细菌检测膜,该检测膜的接枝率为24%。

将上述实施例6制备的细菌检测膜进行细菌检测,具体过程如下:

1)首先,取五份浓度为10cfu/ml、102cfu/ml、103cfu/ml、104cfu/ml、105cfu/ml的大肠杆菌悬浮液,分别测定其荧光强度,然后取5个完全相同的长×宽=3cm×1cm的检测膜分别浸渍于上述标准溶液中,分别在1min,2min,3min,4min和5min的时间点上,采用荧光分光光度计测定待测溶液的荧光强度值,由前后变化的荧光强度的差值计算荧光强度的变化速率,以荧光强度的变化速率的数值为纵坐标,以对应的标准溶液浓度的对数值lg值为横坐标,得到标准曲线,如图1所示,图1所示的线性关系图如下数学关系式所示:

lgcbacteria=8.93k+0.357;

上述数学关系式中,cbacteria为细菌浓度,且10cfu/ml<cbacteria<105cfu/ml,k为膜表面荧光强度的变化速率;

2)然后选用如上述相同的长×宽=3cm×1cm的检测膜,选择3ml校园内湖水滴加到上述检测膜上(该校园内湖水中的其它成分不会影响检测膜的荧光强度),测定该校园内湖水的荧光强度值,然后将检测膜浸渍在校园内湖水中;

3)分别在1min,2min,3min,4min和5min的时间点上,采用荧光分光光度计测定上述校内湖水的荧光强度值,并根据荧光强度变化值计算荧光强度的变化速率k为0.318;

4)根据所述步骤3)荧光强度的变化速率,结合图1的标准曲线得到细菌浓度为1573cfu/ml。

以上实施例仅为最佳举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外,本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

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