一种荧光检测溶液中氟离子浓度的方法技术

本发明专利技术公开了一种荧光检测溶液中氟离子浓度的方法。它包括如下步骤：1)标准曲线的绘制：用至少3组不同浓度的氟离子标准溶液分别与酚‑金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到不同的混合液，并分别测其发光强度；以所述发光强度为纵坐标，以所述氟离子标准溶液的浓度为横坐标，进行线性拟合，得到标准曲线；2)待测氟离子溶液中氟离子浓度的检测：将所述待测氟离子溶液与所述酚‑金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到混合液，测定其发光强度，与步骤1)中所述标准曲线对比，即得到所述待测溶液中氟离子浓度。本发明专利技术利用酚‑金属络合物修饰稀土纳米材料的荧光信号的变化实现对氟离子的快速、灵敏、准确的定量检测。

A fluorescence detection method for fluoride concentration in solution

The invention discloses a fluorescence detection method for fluorine ion concentration in solution. The following steps are as follows: 1) drawing the standard curve: using at least 3 groups of different concentrations of fluorine ion standard solution to modify the rare earth nanomaterials with the phenolic compound metal complex to obtain different mixtures and determine their luminescence intensity, with the luminescence intensity as the ordinate and the concentration of the fluoride ion standard solution. The standard curve is obtained by linear fitting, and the standard curve is obtained. 2) the detection of fluorine concentration in the fluoride ion solution: the reaction of the fluoride ion solution and the phenolics metal complex to the rare earth nanomaterials is carried out, and the mixture liquid is obtained and the luminescence intensity is measured, which is compared with the standard curve described in step 1. The concentration of fluorine ions in the measured solution is obtained. The invention realizes the rapid, sensitive and accurate quantitative detection of fluorine ion by modifying the fluorescence signal of rare earth nanomaterials by using phenols metal complexes.

【技术实现步骤摘要】
一种荧光检测溶液中氟离子浓度的方法
本专利技术涉及一种荧光检测溶液中氟离子浓度的方法，属于分析检测

技术介绍
氟是人体中一种重要的常量元素，主要以氟离子形式存在。然而，过量的氟离子会导致例如生殖毒性、骨骼脆化、异常钙累积和氟斑牙等生理现象，这些现象通常被称为氟中毒的表现。由于氟离子可以通过吸入、食入、皮肤接触等多种方式被人体摄入，因此，氟中毒这一疾病在包括我国以内的众多国家具有较高的发病率。传统的氟离子检测手段主要利用比色法和电化学法等实现。但是，目前常见的分析方法存在诸多缺陷，如检测速度缓慢、灵敏度差或不能准确有效地进行定量检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种荧光检测溶液中氟离子浓度的方法，本专利技术利用酚-金属络合物修饰稀土纳米材料的荧光信号的变化实现对氟离子的快速、灵敏、准确的定量检测。本专利技术提供的一种检测溶液中氟离子浓度的方法，包括如下步骤：1)标准曲线的绘制：用至少3组不同浓度的氟离子标准溶液分别与酚-金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到不同的混合液，并分别测其发光强度；以所述发光强度为纵坐标，以所述氟离子标准溶液的浓度为横坐标，进行线性拟合，得到标准曲线；2)待测氟离子溶液中氟离子浓度的检测：将所述待测氟离子溶液与所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到混合液，测定其发光强度，与步骤1)中所述标准曲线对比，即得到所述待测溶液中氟离子浓度。上述的方法中，步骤1)-2)中，采用荧光检测方法测定所述混合液的发光强度；所述荧光检测方法测定采用光的波长可为330～1100nm，具体可为470nm、540nm、800nm。上述的方法中，制备所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料按照如下步骤：用可与氟离子反应的酚-金属络合物修饰含有稀土元素的纳米材料，即得到酚-金属络合物修饰稀土纳米材。上述的方法中，所述可与氟离子反应的酚-金属络合物与含有稀土元素的纳米材料的质量比可为0.001～0.1：1，具体可为0.025：1、0.037：1、0.016：1；所述可与氟离子反应的酚-金属络合物为4-氨基水杨酸-铁(III)络合物、没食子酸-铁(III)络合物和1,2,3-联苯三酚-钛(IV)络合物；所述含有稀土元素的纳米材料为稀土上转换发光纳米材料或稀土上转换发光纳米材料与其他材料的复合纳米材料；所述稀土上转换发光纳米材料选自稀土元素与掺杂元素形成的氟化物盐、氧化物、氟氧化物、氟卤化物、磷酸盐、钒酸盐和钨酸盐中的至少一种，所述稀土上转换发光纳米材料中掺杂元素的质量分数m为0＜m≤100％；所述稀土上转换发光纳米材料与其他材料的复合纳米材料为核壳结构的纳米材料，其中，所述其他材料为无机材料或有机材料；所述具有核壳结构的纳米材料为以稀土上转换发光纳米材料为核，所述其他材料为壳的核壳结构的纳米材料，或者，以其他材料为核，稀土上转换发光纳米材料为壳的核壳结构的纳米材料。上述的方法中，所述稀土上转换发光纳米材料中，所述稀土元素选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇中的至少一种；所述掺杂元素为镱、铒、钬和铥中的至少一种；所述稀土上转换发光纳米材料中所述掺杂元素与所述稀土元素不同；所述稀土上转换发光纳米材料为氟化物盐、磷酸盐、钒酸盐或钨酸盐，所述氟化物盐、磷酸盐、钒酸盐或钨酸盐中还含有锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、硼、铝、镓、铟、锡、铅和铵中的至少一种阳离子；所述稀土上转换发光纳米材料中还掺杂其他金属元素；所述稀土上转换发光纳米材料为核壳结构；所述无机材料选自过渡金属、金属硫化物、金属氧化物、金属卤化物、半导体材料和硅酸盐中的至少一种；所述有机材料选自聚合物，所述聚合物为聚多巴胺、聚3,4-乙撑二氧噻吩和聚吡咯中的至少一种，所述聚多巴胺、所述聚3,4-乙撑二氧噻吩和所述聚吡咯的数均分子量分别为103～106、104～106和103～106；所述含有稀土元素的纳米材料为纳米颗粒和/或纳米棒，其中，所述纳米颗粒的直径可为10nm～99nm，具体可为20～30nm、40～50nm、20～50nm或15～80nm，所述纳米棒的长度可为15nm～20μm、直径可为10nm～99nm，所述纳米棒的长度具体可为30nm、直径具体可为17nm。上述的方法中，制备所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料按照如下步骤：将所述含有稀土元素的纳米材料分散在所述可与氟离子反应的酚-金属络合物的水溶液中，进行表面修饰反应，即得到所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料。上述的方法中，所述可与氟离子反应的酚-金属络合物的水溶液中所述可与氟离子反应的酚-金属络合物的质量分数可为2.5％～61％，具体可为20％；所述修饰反应的反应温度可为10～40℃，具体可为30℃、30～40℃、10～30℃或15～35℃，反应时间可为5～60min，具体可为60min、20～60min或30～60min。上述的方法中，步骤1)中，所述氟离子标准溶液的浓度可为5nM～260μM，具体可为5nM、10nM、20nM、50nM、100nM、200nM、500nM、1μM、2μM、4μM、8μM、10μM、30μM、60μM、130μM或260μM；所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料是以酚-金属络合物修饰稀土纳米材料水溶液的形式参加反应的，所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料水溶液的摩尔浓度可为0.1mM～10mM，具体可为1mM；所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料水溶液与所述氟离子标准溶液的体积比可为0.5～20：1，具体可为(50～2000)μL：100μL或900μL：100μL；步骤2)中，所述待测氟离子溶液与所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料的体积比为0.5～20：1，具体可为(50～2000)μL：100μL或900μL：100μL。上述的方法中，步骤1)和步骤2)中，所述氟离子标准溶液和所述待测氟离子溶液均为其相应的水溶液形式；所述反应的反应温度可为10～40℃，反应时间可为0.5～60min，具体可为在25℃反应10min。本专利技术中，所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料应用于检测氟离子溶液浓度中。本专利技术运用纳米材料的荧光强度的变化实现对氟离子的灵敏、准确的定量检测。具体通过测得的一系列已知浓度的待测成分的溶液的荧光强度的值与浓度的线性图谱(回归系数R2≥0.99)，得到标准线性图谱；再测未知浓度的待测成分的荧光强度，与标准线性图谱对比即可得知。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)本专利技术的方法能灵敏、准确地对待测液体中的氟离子进行定量分析，提供了一种新的分析测试方法；2)本专利技术方法中使用的材料更加简单，所需仪器的价格也更加低廉，能够实现低成本的多模式、阶梯化、灵敏、准确的定量分析。3)本专利技术分析检测方法可用于食品、药品和活体样品等样品的检测。附图说明图1为本专利技术实施例1中4-氨基水杨酸-铁(III)络合物修饰NaLuF4:Yb,Er稀土纳米材料在加入氟离子溶液前后的明场照片。图2为本专利技术实施例1中4-氨基水杨酸-铁(III)络合物修饰NaLuF4:Yb，Er稀土纳米材料在加入氟离子溶液前后的荧光光谱。图3为本专利技术实施例1中4-氨基水杨酸-铁(III)络合物修饰NaLuF4:Yb,Er稀土纳米材料荧光检测氟离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测溶液中氟离子浓度的方法，包括如下步骤：1)标准曲线的绘制：用至少3组不同浓度的氟离子标准溶液分别与酚‑金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到不同的混合液，并分别测其发光强度；以所述发光强度为纵坐标，以所述氟离子标准溶液的浓度为横坐标，进行线性拟合，得到标准曲线；2)待测氟离子溶液中氟离子浓度的检测：将所述待测氟离子溶液与所述酚‑金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到混合液，测定其发光强度，与步骤1)中所述标准曲线对比，即得到所述待测溶液中氟离子浓度。

【技术特征摘要】
1.一种检测溶液中氟离子浓度的方法，包括如下步骤：1)标准曲线的绘制：用至少3组不同浓度的氟离子标准溶液分别与酚-金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到不同的混合液，并分别测其发光强度；以所述发光强度为纵坐标，以所述氟离子标准溶液的浓度为横坐标，进行线性拟合，得到标准曲线；2)待测氟离子溶液中氟离子浓度的检测：将所述待测氟离子溶液与所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料进行反应，得到混合液，测定其发光强度，与步骤1)中所述标准曲线对比，即得到所述待测溶液中氟离子浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)-2)中，采用荧光检测方法测定所述混合液的发光强度；所述荧光检测方法测定采用光的波长为330～1100nm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：制备所述酚-金属络合物修饰稀土纳米材料按照如下步骤：用可与氟离子反应的酚-金属络合物修饰含有稀土元素的纳米材料，即得到酚-金属络合物修饰稀土纳米材。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述可与氟离子反应的酚-金属络合物与含有稀土元素的纳米材料的质量比为0.001～0.1：1；所述可与氟离子反应的酚-金属络合物为4-氨基水杨酸-铁(III)络合物、没食子酸-铁(III)络合物和1,2,3-联苯三酚-钛(IV)络合物；所述含有稀土元素的纳米材料为稀土上转换发光纳米材料或稀土上转换发光纳米材料与其他材料的复合纳米材料；所述稀土上转换发光纳米材料选自稀土元素与掺杂元素形成的氟化物盐、氧化物、氟氧化物、氟卤化物、磷酸盐、钒酸盐和钨酸盐中的至少一种，所述稀土上转换发光纳米材料中掺杂元素的质量分数m为0＜m≤100％；所述稀土上转换发光纳米材料与其他材料的复合纳米材料为核壳结构的纳米材料，其中，所述其他材料为无机材料或有机材料；所述具有核壳结构的纳米材料为以稀土上转换发光纳米材料为核，所述其他材料为壳的核壳结构的纳米材料，或者，以其他材料为核，稀土上转换发光纳米材料为壳的核壳结构的纳米材料。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述稀土上转换发光纳米材料中，所述稀土元素选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晶，刘瑜鑫，蒋安琪，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11