一種可識別微絲菌的能量共振體系及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明用于污水處理領域中微生物檢測，尤其是一種可識別微絲菌的能量共振體系及其制備方法。
【背景技術】
[0002]活性污泥法是常用的一種污水處理方法，但污泥膨脹問題一直是困擾污水處理廠正常運行的一個世界性難題。活性污泥膨脹由絲狀菌過度生長引起的絲狀膨脹和非絲狀膨脹。微絲菌是污泥起泡和膨脹過程中最常見的一種絲狀菌，特別是涉及營養物去除的污水處理系統中，因而對這類絲狀菌進行鑒別研究，對污泥膨脹現象的預警和控制具有重要意義。
[0003]CN201410225878.5根據J.L.Nielsen等人發現微絲菌表面具有一定的疏水性。制備了長碳咔唑鹽類化合物對微絲菌進行識別。識別用熒光探針濃度為lOymol/L;使用濃度較高;且熒光探針量子產率低。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種可識別微絲菌的能量共振體系及其制備方法，利用能量共振體系將量子點的能量轉移給熒光探針，實現超低探針濃度對微絲菌的識別。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種可識別微絲菌的能量共振體系的制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)碲化鎘量子點的制備:按照超純水:碲粉:硼氫化鈉=(180-220 )ml:lg:0.45-1.6g的比例加入到反應釜中，氮氣置換三次，40-50 0C反應20-40分鐘，得到前驅體；
[0007]按照氯化鎘:巰基乙酸:超純水:=Ig: 0.45-1.6g:( 1800-2200)ml的比例加入到反應釜中，用氮氣置換三次，然后按照氯化鎘:前驅體=0.025g: 0.8-5ml，加入上述制備的前驅體，水浴加熱至回流，停止加熱，降溫待用，此為量子點水溶液；
[0008](2)具有長疏水鏈的長鏈烷基羅丹明熒光探針制備
[0009]按照N，N-二甲氨基酮酸:3-(單或雙)長鏈烷氨基-苯酚:甲基磺酸=Immo 1:1-1.25mmol:5-10ml的比例加入到反應釜中，在N2保護下，加熱至85-100°C反應，10-16小時后停止反應，降至室溫后加入甲基磺酸體積10倍的冰水，用飽和碳酸鈉溶液中和至pH = 5-7，過濾，將濾餅真空干燥得粗品，經柱層析分離，得長鏈烷基羅丹明；
[0010](3)能量共振體系的建立
[0011]在50-100ymol/L的季銨鹽水溶液中，加入上述制備的量子點水溶液使其終濃度為
0.l-lymol/L，加入上述長鏈烷基羅丹明熒光探針使其終0.05-0.lymol/L，震蕩I分鐘，能量共振?谷液制備完成。
[0012]所述步驟(I)中水浴加熱至回流3-30分鐘。
[0013]所述3_(單或雙)長鏈烷氨基-苯酚為3-辛烷氨基-苯酚、3-雙辛烷氨基-苯酚、3-十二燒氨基-苯酸、3-雙十二燒氨基-苯酸、3-十六燒氨基-苯酸和3-雙十六燒氨基-苯酸。
[0014]所述季銨鹽為四丁基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨或芐基三乙基氯化銨。
[0015]所述步驟(2)中，柱層析所用溶劑體積比甲醇:二氯甲烷=1:20。
[0016]上述的方法制備的可識別微絲菌的能量共振體系。
[0017]本發明的有益效果是:所制備的長鏈烷基羅丹明，熒光量子產率高(通過測定，量子產率為110 % (以羅丹明B乙醇溶液495nm激發量子產率89 %為標準)。能量共振后，識別微絲菌用的探針濃度低至0.05-0.ΙΟμπιοΙ/L，比專利CN201410225878.5的探針使用濃度降低200倍。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明能量共振體系對微絲菌識別后熒光顯微鏡鏡檢圖；
[0019]圖2為本發明的能量共振熒光光譜圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明:
[0021]本發明的可識別微絲菌的能量共振體系及其制備方法，先制備碲化鎘量子點和具有長疏水鏈的長鏈烷基羅丹明熒光探針，包括以下步驟:
[0022](I)碲化鎘量子點的制備:按照超純水:碲粉:硼氫化鈉=(180-220 )ml:lg:0.45-1.6g的比例加入到反應釜中，氮氣置換三次，40-50 0C反應20-40分鐘，得到前驅體；
[0023]按照氯化鎘:巰基乙酸:超純水:=Ig: 0.45-1.6g:( 1800-2200)ml的比例加入到反應釜中，用氮氣置換三次，然后按照氯化鎘:前驅體=0.025g: 0.8-5ml，加入上述制備的前驅體，水浴加熱至回流，停止加熱，降溫待用，此為量子點水溶液；
[0024](2)具有長疏水鏈的長鏈烷基羅丹明熒光探針制備
[0025]按照N，N-二甲氨基酮酸:3-(單或雙)長鏈烷氨基-苯酚:甲基磺酸=Immo 1:1-
1.25mmol:5-10ml的比例加入到反應釜中，在N2保護下，加熱至85-100°C反應，10-16小時后停止反應，降至室溫后加入甲基磺酸體積10倍的冰水，用飽和碳酸鈉溶液中和至pH = 5-7，過濾，將濾餅真空干燥得粗品，經柱層析分離，得長鏈烷基羅丹明；
[0026](3)能量共振體系的建立
[0027]在50-100ymol/L的季銨鹽水溶液中，加入上述制備的量子點水溶液使其終濃度為
0.l-lymol/L，加入上述長鏈烷基羅丹明熒光探針使其終0.05-0.lymol/L，震蕩I分鐘，能量共振?谷液制備完成。
[0028]所述步驟(I)中水浴加熱至回流3-30分鐘。
[0029]所述3_(單或雙)長鏈烷氨基-苯酚為3-辛烷氨基-苯酚、3-雙辛烷氨基-苯酚、3-十二燒氨基-苯酸、3-雙十二燒氨基-苯酸、3-十六燒氨基-苯酸和3-雙十六燒氨基-苯酸。
[0030]所述季銨鹽為四丁基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨或芐基三乙基氯化銨。
[0031]所述步驟(2)中，柱層析所用溶劑體積比甲醇:二氯甲烷=1:20。
[0032]上述的方法制備的可識別微絲菌的能量共振體系。
[0033]分別如圖1和圖2所示。圖1為本發明能量共振體系對微絲菌識別后熒光顯微鏡鏡檢圖；圖2為本發明的能量共振熒光光譜圖，說明本申請所制得的具有長疏水鏈的熒光探針可很好地識別微絲菌。
[0034]實施例1
[0035]丨、量子點制備
[0036]在1ml的反應瓶中加入4.6ml超純水、0.0255g的碲粉和0.0126g的硼氫化鈉，氮氣置換三次，40度反應20分鐘備用(前驅體，下同)。
[0037]在裝有攪拌子的10ml的單口瓶中加入0.0255g的氯化鎘、0.0126g的巰基乙酸和46ml超純水，用氮氣置換三次，加入Iml前驅體，水浴加熱至回流5分鐘即停止加熱，降溫待用。
[0038]2、探針的制備
[0039]向裝有攪拌子的10ml四口燒瓶中加入N，N-二甲氨基酮酸0.285g (1.0Ommo 1),3-辛氨基-苯酚0.22g(l.0Ommol)和甲基磺酸5ml。在犯保護下，加熱至85°C反應。10小時后停止反應，降至室溫后加入50ml冰水，用飽和碳酸鈉溶液中和至pH= 5，過濾，將濾餅真空干燥得粗品。干法上樣經柱層析(甲醇:二氯甲烷= l:20，v/v)分離，得單辛烷基羅丹明(0.266g，56.5%)o
[0040]3、能量共振體系的建立以及對微絲菌的識別
[0041 ]以ΙΟΟμπιοΙ/L的四丁基溴化銨水溶液為基液配制10個Iml的共振溶液，共振溶液的量子點終濃度為1.(^11101/1時，探針的終濃度分別為0、0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、
0.0375、0.05、0.075、0.125ymol/L;把10個樣品震蕩I分鐘后進行熒光測試，確定能量共振發生(見圖2)。選擇熒光探針濃度為0.05ymol/L的共振溶液加入含有微絲菌的污泥搖勻后進行標記識別。標記后的微絲菌在熒光顯微鏡下顯示紅色絲狀物，標記成功。
[0042]實施例2
[0043]丨、量子點制備
[0044]在1ml的反應瓶中加入5.6ml超純水、0.0255g的碲粉和0.0378g的硼氫化鈉，氮氣置換三次，45度反應40分鐘備用。
[0045]在裝有攪拌子的10ml的單口瓶中加入0.0255g的氯化鎘、0.0378g的巰基乙酸和56ml超純水，用氮氣置換三次，加入5ml前驅體，水浴加熱至回流10分鐘即停止加熱，降溫待用。
[0046]2、探針的制