可视化纳米检测器及其制备方法与应用

1.本发明属于环境污染物监测技术领域，涉及一种可视化纳米检测器及其制备方法与应用，具体涉及一种基于印迹技术的可视化纳米检测器及其制备方法与应用。


背景技术：

2.随着工业和农业的快速发展，以及各种合成药物的生产，水、空气和地球环境中有毒污染物的含量逐步增高，如重金属离子、阴离子、有机化合物、染料、药物、农药、细菌、病毒等微量毒污染物可引起生态风险，甚至对人类造成不可逆转的损害。农产品易受到重金属和农药残留的影响，并且它们大多数是有毒的，可对人类和牲畜造成急性或慢性损害，导致癌症、心血管疾病、脑损伤、肾脏和神经系统衰竭等几种致命疾病。
3.目前重金属离子的检测方法有吸收分光光度法、荧光光谱法和电化学分析等(ding l.,cheng w.,wang x.,ding s.and ju h.carbohydrate monolayer strategy for electrochemical assay of cell surface carbohydrate[j].journal of the american chemical society,2008,130(23):7224-5)，农药残留检测方法包括气相色谱法、液相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法(pratchayawatthaisong,philaiwarongkamutira,chatchai kesornpun,et al.luciferin synthesis and pesticide detection by luminescence enzymatic cascades.[j].angew.chem.2022,e202116908.)。虽然这些方法可以实现对污染物的灵敏检测，但它们大都具有操作复杂、设备昂贵且不易携带、对操作人员要求较高等缺点。因此，迫切需要一种简单、灵敏、廉价的分析方法来实现重金属离子和农药残留等有机无机痕量污染物的共检测。以功能纳米材料为基本单元构建的可视化快速检测器具有制备简单、检测速度快、灵敏度高、肉眼可见等优点，在重金属离子和农药残留等微量毒污染物的检测方面具有很好的应用前景。
[0004]
分子印迹聚合物(mips)因其制备简单、成本低、稳定性高、可特异性结合和可重复使用等显著优点在生物传感器、分离、催化、检测和药物传递领域有着广泛应用。mip@超顺磁性的固体核可以通过外加磁场轻松快速地从样品溶液中分离出来，然而，mip@core结构使得mips的空间位阻增大，结合能力下降。
[0005]
因此，目前迫切需要研究开发一种空间位阻小，结合能力较强的基于分子印迹聚合物(mips)的可视化纳米检测器。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于针对现有技术中mip@core结构使得mips的空间位阻增大，结合能力下降的缺点，提供一种可视化纳米检测器，该可视化纳米检测器空间位阻小、结合能力较强、反应效率高，且能够通过阻断羟自由基通道，降低羟自由基的浓度，降低显色反应速率，实现可视化检测。
[0007]
为此，本发明第一方面提供了一种可视化纳米检测器，其为印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物，本发明中也称为基于印迹技术的可视化纳米检测器。
[0008]
所述印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物由里及外依次包括磁性纳米粒子核以及包覆于磁性纳米粒子核外的印迹聚合物壳层，且磁性纳米粒子核与印迹聚合物壳层形成空腔核壳结构，本发明中表示为“磁性纳米粒子@void@iip/mip”磁性纳米复合物。
[0009]
所述磁性纳米粒子具有过氧化物酶活力。
[0010]
所述印迹聚合物壳层外表面具有特异性识别孔。
[0011]
本发明中，所述磁性纳米粒子包括四氧化三铁纳米粒子、四氧化三钴纳米粒子和氧化镍纳米粒子中的一种或几种。
[0012]
本发明中，所述印迹聚合物包括离子印迹聚合物和分子印迹聚合物。
[0013]
优选地，所述磁性纳米粒子的粒径为100-300nm。
[0014]
优选地，所述印迹聚合物的厚度为50-150nm。
[0015]
优选地，所述印迹聚合物形成的球体的直径为150-500nm。
[0016]
优选地，所述核壳空腔的厚度为10-40nm。
[0017]
本发明中所述核壳空腔的厚度是指磁性纳米粒子核外表面到印迹聚合物壳层内表面之间的距离。
[0018]
从上述可以看出，本发明中所述可视化检测器为印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物，其由磁性纳米粒子、核壳空腔以及印迹聚合物壳层构成，其中磁性纳米粒子提供酶活性，印迹聚合物壳层提供特异性识别孔，核壳空腔作为反应空间，提高反应效率。所述具有过氧化物酶活力的磁性纳米粒子能够将h2o2转化成羟自由基，h2o2通过印迹层空腔进入空壳层，在磁性纳米粒子表面转化成羟自由基，羟自由基穿过空腔和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐、3,3',5,5'-四甲基联苯胺等显色剂进行显色反应，模板剂与印迹聚合物表面的特异性识别空腔特异性结合，阻断羟自由基通道，降低羟自由基的浓度，降低显色反应速率，实现可视化检测。
[0019]
本发明第二方面提供了如本发明第一方面所述的可视化纳米检测器的制备方法，其具体步骤和过程如图1所示，其包括：
[0020]
步骤s1，将磁性纳米粒子分散在a溶液中，将b溶液缓慢滴加到含有磁性纳米粒子的a溶液中；搅拌反应，并将产物磁性分离，清洗，干燥，获得核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物；
[0021]
步骤s2，以印迹聚合物修饰核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物获得表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物；
[0022]
步骤s3，将表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物泡于氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，反应，sio2层溶解后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，制得印迹聚合物包覆的核壳结构空腔磁性纳米复合物；
[0023]
其中，所述a溶液由无水乙醇(c2h5oh)、超纯水和氨水(nh3·
h2o)混合形成；和/或，所述b溶液由正硅酸乙酯滴加到无水乙醇(c2h5oh)溶液中混合形成。
[0024]
在本发明的一些实施例中，所述a溶液中无水乙醇和a溶液的体积比为(0.5-0.9)：1；所述a溶液中超纯水和a溶液体积比为(0.05-0.4)：1；所述氨水和a溶液体积比为(0.015-0.4)：1。
[0025]
在本发明的另一些实施例中，所述b溶液中正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为(0.01-0.5)：1；所述b溶液和a溶液的体积比为(0.1-0.5)：1。
[0026]
在本发明的又一些实施例中，所述含有磁性纳米粒子的a溶液中磁性纳米粒子相对于a溶液的用量为0.2-10mg/ml。
[0027]
根据本发明，在步骤s1中，搅拌反应的温度为5-25℃，搅拌反应的时间为3-12h。
[0028]
根据本发明的一些实施方式，所述表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物为核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物。
[0029]
相应地，在步骤s2中，以印迹聚合物修饰核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物包括：
[0030]
将核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物分散在d溶液中，除去d溶液中氧气，搅拌反应，将反应产物经磁性分离，洗涤，干燥，然后再分散在iip洗脱液中，搅拌洗脱，并将洗脱产物磁性分离，醇/水洗涤，干燥，获得核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物；
[0031]
其中，所述d溶液由c溶液、交联剂d和引发剂d混合形成；所述c溶液由配体c、功能单体c和模板剂c均匀分散到溶剂c和致孔剂c中形成。
[0032]
本发明中，所述配体c为富含负电子杂原子能够与金属离子形成螯合物的配体，优选地，所述负电子杂原子包括氮、磷、硫和氧中的一种或几种；进一步优选地，所述配体c包括苯酚、8-羟基喹啉及其衍生物、苯胺及其衍生物和2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(c
13h11
n3)中的一种或几种。
[0033]
在本发明的一些实施例中，所述c溶液中配体c和磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物质量比为(0.05-2)：1。
[0034]
本发明中，所述功能单体c为杂环弱碱类功能单体，优选为乙烯基吡啶和乙烯基咪唑；进一步优选地，所述功能单体c相较于c溶液的用量为1-15mm。
[0035]
本发明中，所述模板剂c为重金属离子；优选地，所述模板剂c相对于c溶液的用量为0.1-1.5mgl/l。
[0036]
在本发明的一些实施例中，所述重金属离子包括cr
6+
、co
3+
、hg
2+
、mn
4+
和pb
2+
等中的一种或几种，优选以强酸强碱盐的形式存在。
[0037]
本发明中，所述致孔剂c包括二氯甲烷、乙腈、甲苯、二甲基亚砜和氯仿中的一种或几种。
[0038]
本发明中，所述交联剂d为乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate，egdma)；优选地，所述交联剂d相对于d溶液的用量为0.01-1m。
[0039]
本发明中，所述引发剂d包括过氧化苯甲酰、2,2-偶氮-双异丁腈(aibn)和过硫酸盐中的一种或几种；优选地，所述引发剂d与磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物质量比为(0.5-2)：1。
[0040]
在本发明的一些实施例中，所述磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物相对于d溶液的用量为0.2-10mg/ml。
[0041]
本发明中，所述iip洗脱液是由冰醋酸、乙二胺四乙酸(edta)和甲醇溶剂混合均匀形成。
[0042]
根据本发明，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物的过程中，所述搅拌反应的温度为50-100℃，优选为65-80℃；所述搅拌反应的时间为12-32h；
[0043]
根据本发明，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物的洗脱
过程中，所述洗脱的温度为5-25℃，所述洗脱的时间为8-15h。
[0044]
本发明中对于制备核壳结构的磁性纳米粒子过程中的搅拌速度无特别限制，只要能够充分搅拌使各组分混合均匀即可。
[0045]
优选地，所述醇/水洗涤包括用乙醇洗涤至少三次，再用水洗涤至少三次。
[0046]
根据本发明的一些实施方式，所述表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物为核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物。
[0047]
相应地，在步骤s2中，以印迹聚合物修饰核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物包括：
[0048]
核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物分散在溶液f中，除去f溶液中氧气，搅拌反应，将反应产物磁性分离，水洗涤，干燥，分散在mip洗脱液中，搅拌洗脱，并将洗脱产物磁性分离，醇/水洗涤，干燥，制得核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物；
[0049]
其中，所述f溶液由e溶液、交联剂f和引发剂f混合形成；所述e溶液由模板剂e、功能单体e和致孔剂e在室温下搅拌预结合形成。
[0050]
本发明中，所述功能单体e为有机酸类单体，优选为甲基丙烯酸(maa)、丙烯酸、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯磺酸和烷基磷酸类；优选地，所述功能单体e基于e溶液的用量为10-100mm。
[0051]
本发明中，所述致孔剂e包括二氯甲烷、乙腈、甲苯、二甲基亚砜和氯仿中的一种或几种。
[0052]
本发明中，所述模板剂e为有机磷农药分子；优选地，所述e溶液中模板剂e相对于e溶液的用量为1-10mmol/l。
[0053]
在本发明的一些实施例中，所述有机磷农药分子包括二嗪磷、2,4,6-三烯丙氧基-1,3,5-三嗪、4-苯氧基苯乙腈、邻苯二甲酸二丁酯、甲拌磷、内吸磷、对硫磷、甲基对硫磷和二甲硫吸磷和亚胺磷中的一种或几种。
[0054]
本发明中，所述交联剂f为乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma)；优选地，所述交联剂f基于f溶液的用量为0.01-1m。
[0055]
本发明中，所述引发剂f包括过氧化苯甲酰、2,2-偶氮-双异丁腈(aibn)和过硫酸盐的一种或几种，所述引发剂f与磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物的质量比为(0.5-2)：1。
[0056]
在本发明的一些实施例中，所述f溶液中磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为0.2-10mg/ml；
[0057]
本发明中，所述mip洗脱液由乙酸和甲醇混合形成。
[0058]
根据本发明，在配制e溶液的过程中，所述室温为20-25℃；所述搅拌的时间为0.5-2h。
[0059]
根据本发明，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物的过程中，所述搅拌反应的温度为50-100℃，优选为65-80℃；所述搅拌反应的时间12-32h。
[0060]
根据本发明，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物的洗脱过程中，所述洗脱的温度为5-25℃；所述洗脱的时间为8-15h。
[0061]
本发明第三方面提供了如本发明第一方面所述的可视化纳米检测器或如本发明
第二方面所述的制备方法制得的可视化纳米检测器在对环境污染物的可视化检测中的应用；优选地，所述环境污染物包括重金属离子和/或有机磷污染物。
[0062]
本发明中所涉及的术语如下：
[0063]
本发明中所述“水”一词，在没有特别指定或说明的情况下是指超纯水、去离子水或蒸馏水。
[0064]
本发明中所述用语“磁性纳米粒子”与“磁性纳米颗粒”可以互换使用，本发明中也用“fe3o
4”表示。
[0065]
本发明所述用语“核壳空腔”是指在由磁性纳米粒子以及包覆于磁性纳米粒子外的印迹聚合物壳层形成的核壳结构中，由印迹聚合物壳层在磁性纳米粒子外表面形成的含有“空腔”的核壳结构。
[0066]
本发明所述用语“空腔”是指在由磁性纳米粒子以及包覆于磁性纳米粒子外的印迹聚合物壳层形成的壳层结构中，存在于印迹聚合物壳层与磁性纳米粒子外表面之间的“空间”，本发明中也用“void”表示。
[0067]
本发明所述所用符号“@”是指核壳结构。
[0068]
相应地，本发明中所述用语“磁性纳米粒子@sio
2”是指核壳结构的磁性纳米粒子-sio2复合物，也就是说在“磁性纳米粒子核”外层包覆一层“sio2层”的核壳结构的复合物。
[0069]
类似地，本发明中所述用语“磁性纳米粒子@sio2@iip”是指多层核壳结构的磁性纳米粒子-sio
2-iip复合物，也就是说，在“磁性纳米粒子核”外层包覆一层“sio2层”，且在“sio2层”外包覆一层“iip层”的多层核壳结构的复合物。
[0070]
类似地，本发明中所述用语“磁性纳米粒子@sio2@mip”是指多层核壳结构的磁性纳米粒子-sio
2-mip复合物，也就是说，在“磁性纳米粒子核”外层包覆一层“sio2层”，且在“sio2层”外包覆一层“mip层”的多层核壳结构的复合物。
[0071]
类似地，本发明中所述用语“void”是指中空壳层。
[0072]
类似地，本发明中所述用语“磁性纳米粒子@void@mip”是指多层核壳结构的磁性纳米粒子-void-mip复合物，也就是说，在“磁性纳米粒子核”外层包覆一层“中空层”，且在“中空层”外包覆一层“mip层”的多层核壳结构的复合物。
[0073]
本发明中所述用语“mip”是指分子印迹聚合物。
[0074]
本发明中所述用语“iip”是指离子印迹聚合物。
[0075]
本发明所述用语“diz”是指二嗪磷。
[0076]
本发明所述用语“4-pb”是指4-苯氧基苯乙腈。
[0077]
本发明所述用语“tat”是指2,4,6-三烯丙氧基-1,3,5-三嗪。
[0078]
本发明所述用语“dbp”是指邻苯二甲酸二丁酯。
[0079]
本发明所述用语“abts”是指2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐。
[0080]
本发明所述用语“egdma”是指乙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0081]
本发明所述用语“edta“是指乙二胺四乙酸。
[0082]
本发明所述用语“maa”是指甲基丙烯酸。
[0083]
如前所述，现有技术中mip@core结构使得mips的空间位阻增大，结合能力下降，为此，本发明人对于可视化检测技术做了大量的研究，本发明人注意到，空心印迹球利用中空结构使mips内外表面都具有结合位点，显著提高模板分子与印迹材料之间的识别效率，但
是无磁性空心印迹球很难从检测物中分离回收(li g,row k h.recent applications of molecularly imprinted polymers(mips)on micro-extraction techniques[j].separation&purification reviews,2018,47(1):1-18.)；本发明人还注意到，磁性中空mips既具有很强的特异性结合能力，又可以磁选分离回收(jie-ping fan,yu j x,yang x m,et al.preparation,characterization,and application of multiple stimuli-responsive rattle-type magnetic hollow molecular imprinted poly(ionic liquids)nanospheres(fe3o4@void@pilmip)for specific recognition of protein[j].chemical engineering journal,2018.)。本发明人研究发现，通过更改分子印迹聚合物的模板，可以实现对不同污染物的快速可视化检测；本发明人通过进一步研究，具有印迹壳层地中空核壳结构磁性纳米复合物作为一种简单、快速、高灵敏的可视化检测器被制造出来，既能检测环境中的重金属又能检测有机磷农药，由此获得本发明。
[0084]
研究结果表明，本发明所提供的可视化纳米检测器能够克服现有技术中mip@core结构使得mips的空间位阻增大，结合能力下降的缺点。该可视化纳米检测器空间位阻小、结合能力较强、反应效率高，且能够通过阻断羟自由基通道，降低羟自由基的浓度，降低显色反应速率，实现可视化检测。
附图说明
[0085]
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明：
[0086]
图1为本发明中可视化纳米检测器的制备过程示意图。
[0087]
图2示出粒子吸附梯度浓度pb
2+
和底物反应半小时后波长扫描结果。
[0088]
图3为pb
2+
浓度的对数和吸光度呈线性曲线。
[0089]
图4示出其他重金属离子对铅离子检测的影响结果。
[0090]
图5为diz浓度的对数和吸光度呈线性曲线。
[0091]
图6示出粒子吸附梯度浓度diz和底物反应半小时后波长扫描结果。
[0092]
图7示出其他农药分子对diz检测的影响结果。
具体实施方式
[0093]
为使本发明容易理解，下面将结合附图和实施例详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相组合。
[0094]
在提供了数值范围的情况下，应当理解所述范围(包括括号中所述范围)的上限和下限和所述规定范围中的任何其他规定或居间数值之间的每个居间数值均涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立包括在较小的范围中，并且也涵盖在本发明内，服从规定范围中任何明确排除的限度。在规定的范围包含一个或两个限度的情况下，排除那些包括的限度之任一或两者的范围也包含在本发明中。
[0095]
实施例
[0096]
以下通过具体实施例对本发明进行具体说明。下文所述实验方法，如无特殊说明，均为实验室常规方法。下文所述实验材料，如无特别说明，均可由商业渠道获得。
[0097]
表1-6为fe3o4@void@iip/fe3o4@void@mip磁性纳米复合物制备过程所用体系。
[0098]
实施例1：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@iip并用于pb
2+
检测
[0099]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0100]
按表1的溶液体系，0.06g fe3o4磁性纳米粒子分散在由38ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.725)、12ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.229)和2.4ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.045)混合形成的a溶液中；将0.42ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.042)滴加到10ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液；将b溶液缓慢滴加到a溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.199)中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物；
[0101]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物：
[0102]
按表2的溶液体系，将0.0105g 2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(2-(2-氨基苯基)苯并咪唑与fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为0.175)、20μl 4-乙烯基吡啶(4-乙烯基吡啶相对于c溶液的用量为3.6mmol/l)和0.0166g pb(no3)2模板剂(pb(no3)2相对于c溶液的用量为0.332mg/ml)均匀分散到50ml乙腈中形成c溶液；按表3的溶液体系，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.06g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于溶液d的用量为1.2mg/ml)、0.08g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈与fe3o4@sio2质量比为1.33)和1.55ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇二甲基丙烯酸酯相对于d溶液的用量为0.15mmol/l)均匀分散在c溶液中形成溶液d，向溶液d中通入ar气除去d溶液中氧气，溶液d处于65℃搅拌条件下充分反应；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表4的溶液体系，取1.46g乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸相对于iip洗脱液的用量为29mg/ml)和0.287ml冰醋酸(冰醋酸相对于iip洗脱液的用量为0.1mol/l)均匀分散在50ml甲醇中制备成iip洗脱液，将d溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，iip洗脱液处于室温搅拌下反应12h；反应完成后，将产物磁性分离，乙醇洗涤3次在用水洗涤三次，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物；
[0103]
(3)制备fe3o4@void@iip磁性纳米复合物
[0104]
将步骤(2)中制得的核壳结构fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@iip磁性纳米复合物。
[0105]
(4)按表8中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入pb
2+
设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@iip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育2h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(40mm)避光进行显色反应30min。通过多功能酶标仪[tecan帝肯(上海)实验器材有限公司]检测溶液uv-vis。如图2所示，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随铅离子浓度升高而降低，并与pb
2+
浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应pb
2+
浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测方程。如图3所示，fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测曲线基本呈线性，r2＝0.97466，其检测方程为y＝0.10093x+0.94827，检测限为10-8
ppm。
[0106]
(5)按表7中各溶液加入量，将fe3o4@void@iip纳米颗粒溶液加入相同浓度的pb
2+
溶液与其他金属离子溶液按照步骤(4)所述实验方法进行检测实验，检测结果由酶标仪表征。并与金属离子浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并通过origin绘图软件作图，从而探究fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测特异性。如图4所示，fe3o4@void@iip对除铅离子外的其他金属离子具有很微小的吸光度差值，甚至吸光度差值为负，这说明加入其他金属离子对fe3o4@void@iip催化显色剂显色几乎没有影响，证明了fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测具有特异性。
[0107]
实施例2：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@mip并用于diz检测
[0108]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0109]
按表1的溶液体系，0.06g fe3o4磁性纳米粒子分散在由38ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.725)、12ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.229)和2.4ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.045)混合形成的a溶液中；将0.42ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.042)滴加到10ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液；将b溶液缓慢滴加到a溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.199)中；溶液b处于室温下搅拌反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物；
[0110]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物：
[0111]
按表6的溶液体系，将150μl二嗪磷(二嗪磷相对于e溶液的用量为4mmol/l)、100μl甲基丙烯酸(甲基丙烯酸相对于e溶液的用量为40mmol/l)均匀分散在30ml乙腈中形成溶液e，溶液e处于室温搅拌下反应1h；待溶液e反应完成后，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.06g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为1.9mg/ml)、0.06g2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈和fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为1)和1.04ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma相对于f溶液的用量为0.167mol/l)均匀分散在e溶液中形成溶液f，向溶液f中通入ar气除去f溶液中氧气，溶液f处于60℃搅拌条件下反应24h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表7的溶液体系，取5ml冰醋酸(冰醋酸和mip洗脱液的体积比为0.1)均匀分散在45ml甲醇中制备成mip洗脱液，将f溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，mip洗脱液处于室温搅拌12h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物；
[0112]
(3)制备fe3o4@void@mip磁性纳米复合物：
[0113]
将步骤(2)中制得的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@mip磁性纳米复合物。
[0114]
(4)按表11中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入二嗪磷设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育4h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(160mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。如图6所示，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随二嗪磷浓度升高而降低，并与二嗪磷浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应二嗪磷浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测方程。如图5所示，fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测曲线基本呈线性，r2＝0.999，检测方程为y＝0.0322x+0.882，检测限为10-10
m。
[0115]
(5)按表12中各溶液加入量，将fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液加入相同浓度的二嗪磷溶液与其他有机农药分子溶液按照步骤(4)所述实验方法进行检测实验，检测结果由酶标仪表征。并与有机农药分子浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并通过origin绘图软件作图，从而探究fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测特异性。如图7所示，fe3o4@void@mip对除二嗪磷以外的农药分子具有微小的吸光度差值，甚至吸光度差为负，这说明了其他农药分子加入前后对fe3o4@void@mip催化显色剂能力几乎没有影响，证明了fe3o4@void@mip对二嗪磷农药分子的特异性检测能力。
[0116]
(6)按表9中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入二嗪磷设置成不同浓度实验组，其中二嗪磷的乙醇溶液和二嗪磷的二甲基亚砜溶液互为对照组，加入fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育4h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(40mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。
[0117]
(7)按表10中各溶液加入量，将粒子溶液、abts溶液和梯度浓度diz溶液和ph 4醋酸缓冲溶液(200mm)预结合4h后，加入梯度浓度h2o2溶液避光反应0.5h后检测420nm处吸光度。比较l1-l18实验结果，发现随着h2o2(40mm)溶液加入量的增多，反应后体系吸光度增加，当h2o2(40mm)溶液加入量超过40μl时，吸光度仍然增加，但增加幅度很小，并且随着体系中过氧化氢量的增多，芬顿反应过强反而会导致显色剂降解，所以我们选择h2o2(40mm)溶液加入量为40μl，显色反应效果最好，此时1ml体系中的h2o2浓度为1.6mm。
[0118]
实施例3：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@iip并用于pb
2+
检测
[0119]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0120]
按表1的溶液体系，0.04g fe3o4磁性纳米粒子分散在由45ml无水乙醇(c2h5oh)溶液无水乙醇与a溶液体积比为0.9)、4.25ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.085)和0.75ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.0150)混合形成的a溶液中；将0.5ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.1)滴加到5ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.11)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物；
[0121]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物：
[0122]
按表2的溶液体系，将0.015g 2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(2-(2-氨基苯基)苯并咪唑与fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为0.5：1)、30μl 4-乙烯基吡啶(4-乙烯基吡啶相对于c溶液的用量为1mmol/l)和0.005g pb(no3)2(pb(no3)2相对于c溶液的用量为0.1mg/ml)均匀分散到50ml乙腈中形成c溶液；按表3的溶液体系，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.03g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于d的用量为0.6mg/ml)、0.045g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈与fe3o4@sio2质量比为1.5：1)和1.02ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇二甲基丙烯酸酯相对于d溶液用量为0.1mol/l)均匀分散在c溶液中形成溶液d，向溶液d中通入ar气除去d溶液中氧气，溶液d处于65℃搅拌条件下反应24h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表4溶液体系，取1g乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸相对于iip洗脱液的用量为33mg/ml)和0.029ml冰醋酸(冰醋酸相对于iip洗脱液的用量为0.01mol/l)均匀分散在50ml甲醇中制备成iip洗脱液，将d溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，iip洗脱液处于室温搅拌下反应12h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物。
[0123]
(3)制备fe3o4@void@iip磁性纳米复合物
[0124]
将步骤(2)中制得的核壳结构fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@iip磁性纳米复合物。
[0125]
(4)按表8中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入pb
2+
设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@iip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育2h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(40mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图2类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随铅离子浓度升高而降低，并与pb
2+
浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应pb
2+
浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测方程，和图3类似。
[0126]
实施例4：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@iip并用于pb
2+
检测
[0127]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0128]
按表1的溶液体系，0.25g fe3o4磁性纳米粒子分散在由45ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.9)、2.5ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.05)和2.5ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.05)混合形成的a溶液中；将0.85ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.057)滴加到15ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.317)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0129]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物：
[0130]
按表2的溶液体系，将0.02g 2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(2-(2-氨基苯基)苯并咪唑与fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为0.08)、83μl 4-乙烯基吡啶(4-乙烯基吡啶相对于c溶液的用量为15mm)和0.05g pb(no3)2模板剂(pb(no3)2相对于c溶液的用量为1mg/ml)均匀分散到50ml乙腈中形成c溶液；按表3的溶液体系，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.25g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于溶液d的用量为5mg/ml)、0.25g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈与fe3o4@sio2质量比为1)和5.56ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇二甲基丙烯酸酯相对于d溶液的用量为0.5m)均匀分散在c溶液中形成溶液d，向溶液d中通入ar气除去d溶液中氧气，溶液d处于100℃下，以600rpm的转速反应32h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表4的溶液体系，取2g乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸相对于iip洗脱液的用量为40mg/ml)和2.87ml冰醋酸(冰醋酸相对于iip洗脱液的用量为1m)均匀分散在47ml甲醇中制备成iip洗脱液，将d溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，iip洗脱液处于室温下，以800rpm的转速反应15h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物。
[0131]
(3)制备fe3o4@void@iip磁性纳米复合物
[0132]
将步骤(2)中制得的核壳结构fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@iip磁性纳米复合物。
[0133]
(4)按表8各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入pb
2+
设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@iip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育2h后加入50
μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(40mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图2类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随铅离子浓度升高而降低，并与pb
2+
浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应pb
2+
浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测方程，和图3类似。
[0134]
实施例5：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@iip并用于pb
2+
检测
[0135]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0136]
按表1的溶液体系，0.01g fe3o4磁性纳米粒子分散在由25ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.5)、20ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.4)和5ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.1)混合形成的a溶液中；将0.25ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.01)滴加到24.75ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.5)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下，反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0137]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物：
[0138]
按表2的溶液体系，将0.025g 2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(2-(2-氨基苯基)苯并咪唑与fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为0.05)、55.5μl 4-乙烯基吡啶(4-乙烯基吡啶相对于c溶液的用量为10mm)和0.075g pb(no3)2模板剂(pb(no3)2相对于c溶液的用量为1.5mg/ml)均匀分散到50ml乙腈中形成c溶液；按表3的溶液体系，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.5g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于溶液d的用量为10mg/ml)、0.25g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈与fe3o4@sio2质量比为0.5)和12.5ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇二甲基丙烯酸酯相对于d溶液的用量为1m)均匀分散在c溶液中形成溶液d，向溶液d中通入ar气除去d溶液中氧气，溶液d处于80℃下，以600rpm的转速反应28h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表4的溶液体系，取2g乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸相对于iip洗脱液的用量为50mg/ml)和2.87ml冰醋酸(冰醋酸相对于iip洗脱液的用量为1m)均匀分散在47ml甲醇中制备成iip洗脱液，将d溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，iip洗脱液处于室温搅拌下反应8h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物。
[0139]
(3)制备fe3o4@void@iip磁性纳米复合物
[0140]
将步骤(2)中制得的核壳结构fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@iip磁性纳米复合物。
[0141]
(4)按表8各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入pb
2+
设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@iip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育2h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(40mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图2类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随铅离子浓度升高而降低，并与pb
2+
浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应pb
2+
浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测方程，和图3类似。
[0142]
实施例6：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@iip并用于pb
2+
检测
[0143]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0144]
按表1的溶液体系，0.5g fe3o4磁性纳米粒子分散在由25ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.5)、5ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.1)和20ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.4)混合形成的a溶液中；将1.7ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.5)滴加到3.3ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.1)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0145]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物：
[0146]
按表2的溶液体系，将0.02g 2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(2-(2-氨基苯基)苯并咪唑与fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为2)、16.7μl 4-乙烯基吡啶(4-乙烯基吡啶相对于c溶液的用量为3mm)和0.015g pb(no3)2模板剂(pb(no3)2相对于c溶液的用量为0.3mg/ml)均匀分散到50ml乙腈中形成c溶液；按表3的溶液体系，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.01g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于溶液d的用量为0.2mg/ml)、0.02g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈与fe3o4@sio2质量比为2)和0.1ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇二甲基丙烯酸酯相对于d溶液的用量为0.01m)均匀分散在c溶液中形成溶液d，向溶液d中通入ar气除去d溶液中氧气，溶液d处于50℃下，以300rpm的转速反应12h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表4的溶液体系，取1g乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸相对于iip洗脱液的用量为20mg/ml)和0.029ml冰醋酸(冰醋酸相对于iip洗脱液的用量为0.01m)均匀分散在50ml甲醇中制备成iip洗脱液，将d溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，iip洗脱液处于室温下，以300rpm的转速反应8h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物。
[0147]
(3)制备fe3o4@void@iip磁性纳米复合物
[0148]
将步骤(2)中制得的核壳结构fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@iip磁性纳米复合物。
[0149]
(4)按表8中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入pb
2+
设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@iip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育2h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(40mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图2类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随铅离子浓度升高而降低，并与pb
2+
浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应pb
2+
浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@iip对pb
2+
的检测方程，和图3类似。
[0150]
实施例7：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@mip并用于diz检测
[0151]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0152]
按表1的溶液体系，0.03g fe3o4磁性纳米粒子分散在由45ml无水乙醇(c2h5oh)溶液无水乙醇与a溶液体积比为0.9)、4.25ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.085)和0.75ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.015)混合形成的a溶液中；将0.5ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.1)滴加到5ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.11)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应
6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0153]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物：
[0154]
按表5的溶液体系，将75μl二嗪磷(二嗪磷相对于e溶液的用量为2mmol/l)、50μl甲基丙烯酸(甲基丙烯酸相对于e溶液的用量为20mm)均匀分散在30ml乙腈中形成溶液e，溶液e处于室温搅拌下反应0.5h；待溶液e反应完成后，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.03g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为1mg/ml)、0.045g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈和fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为1.5)和1.58ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma相对于f溶液的用量为0.25m)均匀分散在e溶液中形成溶液f，向溶液f中通入ar气除去f溶液中氧气，溶液f处于80℃下，以600rpm的转速反应28h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表7的溶液体系，取10ml冰醋酸(冰醋酸和mip洗脱液的体积比为0.2)均匀分散在40ml甲醇中制备成mip洗脱液，将f溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，mip洗脱液处于室温下，以300rpm的转速反应8h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物。
[0155]
(3)制备fe3o4@void@mip磁性纳米复合物：
[0156]
将步骤(2)中制得的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@mip磁性纳米复合物。
[0157]
(4)按表11中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入二嗪磷设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育4h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(160mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图6类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随二嗪磷浓度升高而降低，并与二嗪磷浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应二嗪磷浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测方程，和图5类似。
[0158]
实施例8：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@mip并用于diz检测
[0159]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0160]
按表1的溶液体系，0.25g fe3o4磁性纳米粒子分散在由45ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.9)、2.5ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.05)和2.5ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.05)混合形成的a溶液中；将0.85ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.054)滴加到15ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.317)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0161]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物：
[0162]
按表5的溶液体系，将300μl二嗪磷(二嗪磷相对于e溶液的用量为8mmol/l)、200μl甲基丙烯酸(甲基丙烯酸相对于e溶液的用量为80mm)均匀分散在30ml乙腈中形成溶液e，溶液e处于室温搅拌下反应2h；待溶液e反应完成后，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.15g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为5mg/ml)、0.075g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈和fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为0.5)和2.12ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma相对于f溶液的用量为0.33m)均匀分散在e溶液中形成溶液f，向
溶液f中通入ar气除去f溶液中氧气，溶液f处于100℃下，以600rpm的转速反应32h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；取1ml冰醋酸均匀分散在49ml甲醇中制备成mip洗脱液(冰醋酸与mip洗脱液体积比为0.02)，将f溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，mip洗脱液处于室温下，以800rpm的转速反应15h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物。
[0163]
(3)制备fe3o4@void@mip磁性纳米复合物：
[0164]
将步骤(2)中制得的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@mip磁性纳米复合物。
[0165]
(4)按表11中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入二嗪磷设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育4h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(160mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图6类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随二嗪磷浓度升高而降低，并与二嗪磷浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应二嗪磷浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测方程，和图5类似。
[0166]
实施例9：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@mip并用于diz检测
[0167]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0168]
按表1的溶液体系，0.01g fe3o4磁性纳米粒子分散在由25ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.5)、20ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.4)和5ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.1)混合形成的a溶液中；将0.25ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.01)滴加到24.75ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.5)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0169]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物：
[0170]
按表5的溶液体系，将37.5μl二嗪磷(二嗪磷相对于e溶液的用量为1mmol/l)、25μl甲基丙烯酸(甲基丙烯酸相对于e溶液的用量为10mm)均匀分散在30ml乙腈中形成溶液e，溶液e处于室温搅拌下反应1h；待溶液e反应完成后，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.006g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为0.2mg/ml)、0.012g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈和fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为2)和0.06ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma相对于f溶液体积比为0.01m)均匀分散在e溶液中形成溶液f，向溶液f中通入ar气除去f溶液中氧气，溶液f处于60℃搅拌条件下反应24h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表6的溶液体系，取1ml冰醋酸(冰醋酸和mip洗脱液的体积比为0.02)均匀分散在49ml甲醇中制备成mip洗脱液，将f溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，mip洗脱液处于室温搅拌下反应12h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物。
[0171]
(3)制备fe3o4@void@mip磁性纳米复合物：
[0172]
将步骤(2)中制得的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应
完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@mip磁性纳米复合物。
[0173]
(4)按表11中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入二嗪磷设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育4h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(160mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图6类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随二嗪磷浓度升高而降低，并与二嗪磷浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应二嗪磷浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测方程，和图5类似。
[0174]
实施例10：制备可视化纳米检测器fe3o4@void@mip并用于diz检测
[0175]
(1)制备核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物：
[0176]
按表1的溶液体系，0.5g fe3o4磁性纳米粒子分散在由25ml无水乙醇(c2h5oh)溶液(无水乙醇与a溶液体积比为0.5)、5ml超纯水(超纯水与a溶液体积比为0.1)和20ml氨水(nh3·
h2o)(氨水与a溶液体积比为0.4)混合形成的a溶液中；将1.7ml正硅酸乙酯(正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为0.5)滴加到3.3ml乙醇溶液中混合均匀，形成b溶液(b溶液和a溶液的体积比为0.1)；将b溶液缓慢滴加到a溶液中；溶液b处于室温搅拌下反应6h，反应完成后，将产物磁性分离，清洗，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2磁性纳米复合物。
[0177]
(2)制备核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物：
[0178]
按表5的溶液体系，将375μl二嗪磷(二嗪磷相对于e溶液的用量为10mmol/l)、250μl甲基丙烯酸(甲基丙烯酸相对于e溶液体积用量为100mm)均匀分散在30ml乙腈中形成溶液e，溶液e处于室温搅拌下反应1h；待溶液e反应完成后，取步骤(1)中制得的fe3o4@sio2磁性纳米复合物0.3g(fe3o4@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为10mg/ml)、0.15g 2,2-偶氮二异丁腈(2,2-偶氮二异丁腈和fe3o4@sio2磁性纳米复合物的质量比为0.5)和7.5ml乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma相对于f溶液的用量为1m)均匀分散在e溶液中形成溶液f，向溶液f中通入ar气除去f溶液中氧气，溶液f处于60℃搅拌条件下反应24h；反应完成后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，收集；按表7的溶液体系，取10ml冰醋酸(冰醋酸和mip洗脱液的体积比为0.2)均匀分散在40ml甲醇中制备成mip洗脱液，将f溶液反应后收集到的样品均匀分散到洗脱液中，mip洗脱液处于室温搅拌下反应12h；反应完成后，将产物磁性分离，醇水洗涤，干燥，制得核壳结构的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物。
[0179]
(3)制备fe3o4@void@mip磁性纳米复合物：
[0180]
将步骤(2)中制得的fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物浸泡于40ml浓度为1m的氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，放入100ml聚四氟乙烯反应釜中于140℃反应12h；反应完成后，产物磁性分离，洗涤，干燥，制得fe3o4@void@mip磁性纳米复合物。
[0181]
(4)按表11中各溶液加入量，向hac/naac缓冲溶液中加入二嗪磷设置成不同浓度实验组，加入fe3o4@void@mip纳米颗粒溶液在摇床中以300rpm震荡速率37℃条件下孵育4h后加入50μl abts溶液(10mm)与10μl h2o2溶液(160mm)避光进行显色反应30min。通过酶标仪检测溶液uv-vis。和图6类似，显色反应后溶液的紫外全波长扫描显示420nm波长处吸收峰随二嗪磷浓度升高而降低，并与二嗪磷浓度为0的对照组中溶液的吸光度进行对比得到a
0-a，实验重复三次，取平均值求得方差并对应二嗪磷浓度通过origin绘图软件作图，得到fe3o4@void@mip对二嗪磷的检测方程，与图5类似。
[0182]
表1fe3o4@sio2的制备体系
[0183][0184]
表2c溶液的制备体系
[0185][0186]
表3d溶液的制备体系
[0187][0188]
表4fe3o4@sio2@iip磁性纳米复合物洗脱液的制备
[0189][0190]
表5f溶液的制备
[0191][0192]
表6fe3o4@sio2@mip磁性纳米复合物洗脱液的制备
[0193][0194]
表7重金属干扰实验检测
[0195][0196]
表8pb
2+
检测实验
[0197][0198]
表9梯度浓度diz检测
[0199][0200][0201]
表10梯度浓度h2o2对diz检测的影响
[0202][0203]
表11 160mmh2o2用于检测梯度浓度diz
[0204][0205][0206]
表12其他农药分子干扰实验
[0207][0208]
应当注意的是，以上所述的实施例仅为本发明较佳实施例，用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

技术特征：
1.一种可视化纳米检测器，其为印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物；所述印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物由里及外依次包括磁性纳米粒子核以及包覆于磁性纳米粒子核外的印迹聚合物壳层，且磁性纳米粒子核与印迹聚合物壳层形成空腔核壳结构；所述磁性纳米粒子具有过氧化物酶活力；所述印迹聚合物壳层外表面具有特异性识别孔。2.根据权利要求1所述的可视化纳米检测器，其特征在于，所述磁性纳米粒子包括四氧化三铁纳米粒子、四氧化三钴纳米粒子和氧化镍纳米粒子中的一种或几种；和/或，所述印迹聚合物包括离子印迹聚合物和分子印迹聚合物；优选地，所述磁性纳米粒子的粒径为100-300nm；和/或，所述印迹聚合物的厚度为50-150nm；和/或，所述印迹聚合物形成的球体的直径为150-500nm；和/或，所述核壳空腔的厚度为10-40nm。3.根据权利要求1或2所述的可视化纳米检测器的制备方法，其包括：步骤s1，将磁性纳米粒子分散在a溶液中，将b溶液缓慢滴加到含有磁性纳米粒子的a溶液中；搅拌反应，并将产物磁性分离，清洗，干燥，获得核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物；步骤s2，以印迹聚合物修饰核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物获得表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物；步骤s3，将表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物泡于氢氧化钠水溶液(naoh)中，分散均匀后，反应，sio2层溶解后，将产物磁性分离，洗涤，干燥，制得印迹聚合物包覆的核壳结构空腔磁性纳米复合物；其中，所述a溶液由无水乙醇(c2h5oh)、超纯水和氨水(nh3·
h2o)混合形成；和/或，所述b溶液由正硅酸乙酯滴加到无水乙醇(c2h5oh)溶液中混合形成。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述a溶液中无水乙醇与a溶液的体积比为(0.5-0.9)：1；所述a溶液中超纯水与a溶液体积比为(0.05-0.4)：1；所述a溶液中氨水与a溶液体积比为(0.015-0.4)：1；和/或，所述b溶液中正硅酸乙酯与无水乙醇的体积比为(0.01-0.5)：1；所述b溶液和a溶液的体积比为(0.1-0.5)：1；和/或，所述含有磁性纳米粒子的a溶液中磁性纳米粒子相对于a溶液的用量为0.2-10mg/ml；和/或，在步骤s1中，搅拌反应的温度为5-25℃，搅拌反应的时间为3-12h。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物为核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物；相应地，在步骤s2中，以印迹聚合物修饰核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物包括：将核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物分散在d溶液中，搅拌反应，反应后分
离干燥，然后再分散在iip洗脱液中，搅拌洗脱，分离干燥，获得核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物；其中，所述d溶液由c溶液、交联剂d和引发剂d混合形成；所述c溶液由配体c、功能单体c和模板剂c均匀分散到致孔剂c中形成。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述配体c为富含负电子杂原子能够与金属离子形成螯合物的配体，优选地，所述负电子杂原子包括氮、磷、硫和氧中的一种或几种；进一步优选地，所述配体c包括苯酚、8-羟基喹啉及其衍生物、苯胺及其衍生物和2-(2-氨基苯基)苯并咪唑(c
13
h
11
n3)中的一种或几种；和/或，所述c溶液中配体c与磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物质量比为(0.05-2)：1；和/或，所述功能单体c为杂环弱碱类功能单体，优选为乙烯基吡啶和乙烯基咪唑；进一步优选地，所述功能单体c相较于c溶液的用量为1
–
15mm；和/或，所述模板剂c为重金属离子；优选地，所述模板剂c相对于c溶液的用量为0.1-1.5mg/l；和/或，所述致孔剂c包括二氯甲烷、乙腈、甲苯、二甲基亚砜和氯仿中的一种或几种；和/或，所述交联剂d为乙二醇二甲基丙烯酸(egdma)；优选地，所述交联剂d相对于d溶液的用量为0.01-1m；和/或，所述引发剂d包括过氧化苯甲酰、2,2-偶氮-双异丁腈(aibn)和过硫酸盐中的一种或几种；优选地，所述引发剂d与磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物质量比为(0.5-2)：1；和/或，所述磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物相对于d溶液的用量为0.2-10mg/ml；和/或，所述iip洗脱液是由冰醋酸、乙二胺四乙酸(edta)和甲醇溶剂混合形成。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物的过程中，所述搅拌反应的温度为50-100℃；所述搅拌反应的时间为12-32h；和/或，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@iip磁性纳米复合物的洗脱过程中，所述洗脱的温度为5-25℃，所述洗脱的时间为8-15h。8.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述表面具有印迹壳层的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物为核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物；相应地，在步骤s2中，以印迹聚合物修饰核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物包括：核壳结构的磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物分散在溶液f中，除去f溶液中氧气，搅拌反应，将反应产物磁性分离，水洗涤，干燥，分散在mip洗脱液中，搅拌洗脱，并将洗脱产物磁性分离，醇/水洗涤，干燥，制得核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物；其中，所述f溶液由e溶液、交联剂f和引发剂f混合形成；所述e溶液由模板剂e、功能单体e均匀分散到致孔剂e中形成。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述功能单体e为有机酸类单体，优选为甲基丙烯酸(maa)、丙烯酸、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯磺酸和烷基磷酸类；优选地，所述功能单体e基于e溶液的用量为10-100mm；和/或，所述致孔剂e包括二氯甲烷、乙腈、甲苯、二甲基亚砜和氯仿中的一种或几种；
和/或，所述模板剂e为有机磷农药分子；优选地，所述e溶液中模板剂e相对于e溶液的用量为1-10mmol/l；和/或，所述交联剂f为乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma)；优选地，所述交联剂f基于f溶液的用量为0.01-1m；和/或，所述引发剂f包括过氧化苯甲酰、2,2-偶氮-双异丁腈(aibn)和过硫酸盐的一种或几种，所述引发剂f与磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物的质量比为(0.5-2)：1；和/或，所述f溶液中磁性纳米粒子@sio2磁性纳米复合物相对于f溶液的用量为0.2-10mg/ml；和/或，所述mip洗脱液由乙酸和甲醇混合形成。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在配制e溶液的过程中，所述室温为20-25℃；所述搅拌的时间为0.5-2h；和/或，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物的过程中，所述搅拌反应的温度为50-100℃，所述搅拌反应的时间12-32h；和/或，在制备核壳结构的磁性纳米粒子@sio2@mip磁性纳米复合物的洗脱过程中，所述洗脱的温度为5-25℃；所述洗脱的时间为8-15h。11.根据权利要求1或2所述的可视化纳米检测器或如权利要求3-10中任意一项所述的制备方法制得的可视化纳米检测器在对环境污染物的可视化检测中的应用；优选地，所述环境污染物包括重金属离子和/或有机磷污染物。

技术总结
本发明涉及一种可视化纳米检测器，其为印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物；所述印迹聚合物包覆中空核壳结构磁性纳米复合物由里及外依次包括磁性纳米粒子核以及包覆于磁性纳米粒子核外的印迹聚合物壳层，且磁性纳米粒子核与印迹聚合物壳层形成空腔核壳结构；所述磁性纳米粒子具有过氧化物酶活力；所述印迹聚合物壳层外表面具有特异性识别孔。该可视化纳米检测器空间位阻小、结合能力较强、反应效率高，且能够通过阻断羟自由基通道，降低羟自由基的浓度，降低显色反应速率，实现可视化检测。视化检测。视化检测。


技术研发人员：苏海佳 赵怡琳 戈展翼 李佳怡
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/13