[发明专利]一种可识别微丝菌的能量共振体系及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可识别微丝菌的能量共振体系及其制备方法，先制备碲化镉量子点和长链烷基罗丹明荧光探针，再利用季铵盐溶液为载体制备共振体系来识别微丝菌。本发明效果为长链烷基罗丹明荧光探针量子产率高，荧光强度高，荧光性质稳定，共振后识别浓度低至0.05μmol/L。本发明中所制备量子点把能量通过能量共振转移给荧光探针，从而把荧光探针对微丝菌的识别浓度从10μmol/L降低至0.05μmol/L。

技术领域

本发明用于污水处理领域中微生物检测，尤其是一种可识别微丝菌的能量共振体系及其制备方法。

背景技术

活性污泥法是常用的一种污水处理方法，但污泥膨胀问题一直是困扰污水处理厂正常运行的一个世界性难题。活性污泥膨胀由丝状菌过度生长引起的丝状膨胀和非丝状膨胀。微丝菌是污泥起泡和膨胀过程中最常见的一种丝状菌，特别是涉及营养物去除的污水处理系统中，因而对这类丝状菌进行鉴别研究，对污泥膨胀现象的预警和控制具有重要意义。

CN201410225878.5根据J.L.Nielsen等人发现微丝菌表面具有一定的疏水性。制备了长碳咔唑盐类化合物对微丝菌进行识别。识别用荧光探针浓度为10μmol/L；使用浓度较高；且荧光探针量子产率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可识别微丝菌的能量共振体系及其制备方法，利用能量共振体系将量子点的能量转移给荧光探针，实现超低探针浓度对微丝菌的识别。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可识别微丝菌的能量共振体系的制备方法，包括以下步骤：

(1)碲化镉量子点的制备：按照超纯水：碲粉：硼氢化钠＝(180-220)ml：1g：0.45-1.6g的比例加入到反应釜中，氮气置换三次，40-50℃反应20-40分钟，得到前驱体；

按照氯化镉：巯基乙酸：超纯水：＝1g：0.45-1.6g：(1800-2200)ml的比例加入到反应釜中，用氮气置换三次，然后按照氯化镉：前驱体＝0.025g：0.8-5ml，加入上述制备的前驱体，水浴加热至回流，停止加热，降温待用，此为量子点水溶液；

(2)具有长疏水链的长链烷基罗丹明荧光探针制备

按照N,N-二甲氨基酮酸：3-(单或双)长链烷氨基-苯酚：甲基磺酸＝1mmol：1-1.25mmol：5-10ml的比例加入到反应釜中，在N₂保护下，加热至85-100℃反应，10-16小时后停止反应，降至室温后加入甲基磺酸体积10倍的冰水，用饱和碳酸钠溶液中和至pH＝5-7，过滤，将滤饼真空干燥得粗品，经柱层析分离，得长链烷基罗丹明；

(3)能量共振体系的建立

在50-100μmol/L的季铵盐水溶液中，加入上述制备的量子点水溶液使其终浓度为0.1-1μmol/L，加入上述长链烷基罗丹明荧光探针使其终0.05-0.1μmol/L，震荡1分钟，能量共振溶液制备完成。

所述步骤(1)中水浴加热至回流3-30分钟。

所述3-(单或双)长链烷氨基-苯酚为3-辛烷氨基-苯酚、3-双辛烷氨基-苯酚、3-十二烷氨基-苯酚、3-双十二烷氨基-苯酚、3-十六烷氨基-苯酚和3-双十六烷氨基-苯酚。

所述季铵盐为四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵或苄基三乙基氯化铵。

所述步骤(2)中，柱层析所用溶剂体积比甲醇:二氯甲烷＝1：20。

上述的方法制备的可识别微丝菌的能量共振体系。