快速检测铜离子的荧光探针及其定量分析方法技术

本发明专利技术公开了快速检测铜离子的荧光探针，主要组成为磁性壳聚糖与量子点的复合物；其中，磁性壳聚糖与量子点的摩尔比为0.5/1～0.2/1；所述荧光探针快速检测铜离子的定量分析方法，如下步骤：向铜离子水溶液中加入定量的荧光探针，利用荧光分光光度计测定发射光谱，总结归纳荧光强度与铜离子浓度的关系，绘制标准曲线；向待测铜离子溶液中定量滴加荧光探针水溶液，然后测定其荧光强度，根据标准曲线，计算出待测溶液中的铜离子浓度。本发明专利技术将磁性壳聚糖/量子点用于铜离子荧光检测，一方面，利用磁性壳聚糖实现对铜离子的吸附富集，另一方面，利用铜离子对量子点的荧光猝灭作用实现对铜离子的检测，检测灵敏度高，检出限低。

Fluorescence Probe for Rapid Detection of Copper Ion and Its Quantitative Analysis Method

The invention discloses a fluorescent probe for rapid detection of copper ions, which is mainly composed of a complex of magnetic chitosan and quantum dots, in which the molar ratio of magnetic chitosan and quantum dots is 0.5/1 to 0.2/1. The quantitative analysis method for rapid detection of copper ions by the fluorescent probe includes the following steps: adding a quantitative fluorescent probe to the aqueous solution of copper ions, and determining hair by fluorescence spectrophotometer. The relationship between fluorescence intensity and copper ion concentration was summarized and the standard curve was drawn. The fluorescence intensity was measured by dropping fluorescence probe into the solution of copper ion to be measured quantitatively, and then the concentration of copper ion in the solution to be measured was calculated according to the standard curve. The magnetic chitosan/quantum dot is used for the fluorescence detection of copper ions. On the one hand, the magnetic chitosan is used to realize the adsorption and enrichment of copper ions. On the other hand, the fluorescence quenching effect of copper ions on quantum dots is used to realize the detection of copper ions. The detection sensitivity is high and the detection limit is low.

【技术实现步骤摘要】
快速检测铜离子的荧光探针及其定量分析方法
本专利技术涉及检测
，具体涉及一种快速检测铜离子的荧光探针及其定量分析方法。
技术介绍
铜是生物体所必须的微量元素之一，其浓度高低直接影响人们的健康。传统的用于检测铜离子的方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法和伏安法等。这些方法灵敏度高、选择性好，但所用仪器昂贵、需要经验丰富的技术人员来操作，使用具有一定的局限性。与传统检测方法相比，荧光法操作简便，同时具有荧光寿命、荧光量子产率、激发、发射波长及强度等多个检测参数，其灵敏度高，成本低，适合作为铜离子检测方法的发展方向。荧光探针通常由受体、具备传递作用的连接分子和荧光团三部分组成，最普遍的方法是将荧光团与受体共价连结在一起，此方法可实现金属离子的特异性结合检测。目前报道的铜离子荧光探针主要有席夫碱类、香豆素衍生物类和量子点类等，但是这类荧光探针多在有机溶剂中使用，限制了探针分子的实际应用。以量子点为例，金属有机相合成法制备的量子点分散性、稳定性都较好，不容易聚集，但是所用原料成本高，操作复杂，实验条件不易控制，得到的量子点具有疏水性，需要进行繁琐复杂的后处理环节，使其转变为亲水性才能应用。因此，急需研发不受溶剂极性影响的荧光探针。水相合成法制备的水溶性量子点正好迎合了这一要求。一方面，制得的亲水性量子点可直接与生物大分子结合，且表面电荷和表面性质可控，很容易在其表面引入各种功能基团，在应用中更加灵活。另一方面，量子点可以通过改变粒径获得不同的发光性能；较大的斯托克斯位移可回避背景荧光的干扰；其光稳定性强，抗光漂白能力强，上述优点使之构建的荧光探针得到了长足发展。目前，广泛报道的量子点荧光探针主要是镉类量子点，由于镉类量子点本身具有生物毒性，镉的释放会导致严重的环境问题，锌类量子点更接近“绿色环保”的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足而提供一种快速检测铜离子的荧光探针及其定量分析方法和应用，能够实现对铜离子的检测，选择性好，检出限低，且经处理后可重复使用。本专利技术为解决上述提出的技术问题，所采用的技术方案为：一种快速检测铜离子的荧光探针，它是主要组成为磁性壳聚糖与量子点的复合物，简称磁性壳聚糖/量子点；其中，磁性壳聚糖与量子点的摩尔比为0.5/1～0.2/1。按上述方案，所述磁性壳聚糖由Fe3O4和壳聚糖组成，Fe3+与壳聚糖的质量比为1/3～2/1；所述量子点为ZnSe，Zn2+和Se2-的摩尔比为0.5/1～2/1。上述荧光探针能够用来快速识别待测溶液中是否含有铜离子，若待测溶液中加入荧光探针前后，荧光强度产生变化，则待测溶液中含有铜离子。在上述基础上，本专利技术还提供一种快速检测铜离子的定量分析方法。该定量分析方法主要包括如下步骤：1)配制铜离子的标准溶液；2)配制荧光探针水溶液；3)取体积为V的步骤1)所配制的铜离子的标准溶液，然后加入定量的荧光探针水溶液，利用荧光分光光度计测定发射光谱，记录荧光强度F；取体积为V的水，平行加入定量的荧光探针水溶液，利用荧光分光光度计测定发射光谱，记录荧光强度F0；以荧光强度变化值Log(F0/F)为纵坐标，以铜离子浓度为横坐标，绘制标准曲线；4)取体积为V的待测铜离子溶液，定量滴加步骤2)所配制的荧光探针水溶液，然后测定其荧光强度，根据步骤3)所得标准曲线，计算出待测溶液中的铜离子浓度。按上述方案，所述标准溶液中Cu2+离子的浓度为1.25×10-7～2.5×10-5g/L。按上述方案，所述标准溶液和待测溶液的pH范围为6.5～7.5。调节pH的试剂优选为磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配制的缓冲溶液。按上述方案，所述标准溶液和待测溶液中荧光探针的浓度为5.0×10-5～2.5×10-4mol/L(以Zn2+的量计)。按上述方案，所述的荧光光谱测试的激发波长范围为300～400nm，发射波长范围为350～450nm。上述用于快速检测铜离子的荧光探针的制备方法，主要步骤如下：(1)将磁性壳聚糖水溶液和ZnSe量子点溶液同时加入到壳聚糖溶液中，搅拌反应0～2h；其中，磁性壳聚糖与量子点的摩尔比为0.5/1～0.2/1；(2)步骤(1)反应结束后，经碱沉降、分离、洗涤后，配制成荧光探针(磁性壳聚糖/量子点)储备液。按上述方案，所述步骤(1)中磁性壳聚糖水溶液浓度为0.05～0.5mol/L、量子点溶液浓度为0.05～0.5mol/L、壳聚糖溶液的质量浓度为0.05～1.0％。按上述方案，所述磁性壳聚糖的制备方法，主要步骤如下：a)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，配制成质量浓度为0.15～1.0％的壳聚糖溶液；b)氮气保护下，于温度0～60℃的条件下，向步骤a)所得壳聚糖溶液中加入二氯化铁和三氯化铁的混合溶液混合反应1h，得到前驱体溶液；所述前驱体溶液中，Fe3+的浓度为0.01～0.05mol/L，Fe3+与Fe2+的质量比为1/1～2/1，壳聚糖与Fe3+的质量比为1/2～3/1；c)剧烈搅拌下，向步骤b)所得前驱体溶液中加入氨水调节pH为10～12，反应1～3h，生成磁性粒子Fe3O4和壳聚糖的复合物，即磁性壳聚糖。按上述方案，所述ZnSe量子点的制备方法，主要步骤如下：①氮气保护下，于温度30～70℃的条件下，向醋酸锌溶液中加入巯基乙酸，调节反应pH为5～12，剧烈搅拌反应0.5～2h，得到前驱体溶液；所述前驱体溶液中，Zn2+的浓度为0.01～0.05mol/L；②向步骤①所得前驱体溶液中加入SeO2水溶液，Se2-和Zn2+的摩尔比为0.5/1～2/1，超声反应0.5～4h；反应结束后，经洗涤、离心，得到ZnSe量子点。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术将磁性壳聚糖/量子点用于铜离子的检测，一方面利用磁性壳聚糖实现对铜离子的吸附富集，另一方面利用铜离子对量子点的荧光猝灭作用实现对铜离子的荧光检测，检测灵敏度高，选择性好，检出限低，且可重复使用，无二次污染。2、本专利技术利用静电吸引作用原理将量子点、磁性粒子和壳聚糖结合在一起，合成磁性壳聚糖/量子点微粒，同时具有荧光性能和很好的磁响应性能，容易进行目标分析物的磁分离富集检测。附图说明图1本专利技术实施例1中荧光探针(主要组成为磁性壳聚糖与量子点的复合物)对铜离子的荧光滴定图。其中，荧光探针的浓度为2.5×10-3mol/L，铜离子的浓度范围为1.25×10-7～2.5×10-5g/L。图2本专利技术实施例1中所建立的标准曲线，荧光探针的浓度为2.5×10-3mol/L，铜离子的浓度范围为0～2.5×10-5g/L。图3本专利技术实施例2中荧光探针对常见阳离子的识别响应图，荧光探针的浓度为2.5×10-3mol/L，铜离子浓度为2.5×10-5g/L，阳离子浓度分别为2×10-1g/LNaCl、2×10-1g/LKCl、2×10-1g/LCaCl2、2×10-2g/LBaCl2、2×10-2g/LPbCl2、2×10-3g/LMgCl2、2×10-3g/LNH4Cl、2×10-4g/LFeCl3、2×10-4g/LAgCl、2×10-4g/LAuCl、2×10-4g/LHgCl2。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速检测铜离子的荧光探针，其特征在于它是主要组成为磁性壳聚糖与量子点的复合物；其中，磁性壳聚糖与量子点的摩尔比为0.5/1～0.2/1。

【技术特征摘要】
1.一种快速检测铜离子的荧光探针，其特征在于它是主要组成为磁性壳聚糖与量子点的复合物；其中，磁性壳聚糖与量子点的摩尔比为0.5/1～0.2/1。2.一种快速检测铜离子的荧光探针，其特征在于所述磁性壳聚糖由Fe3O4和壳聚糖组成，Fe3+与壳聚糖的质量比为1/3～2/1；所述量子点为ZnSe，Zn2+和Se2-的摩尔比为0.5/1～2/1。3.权利要求1或2所述荧光探针快速识别铜离子的应用。4.权利要求1或2所述荧光探针快速检测铜离子的定量分析方法，其特征在于主要包括如下步骤：1)配制铜离子标准溶液；2)配制荧光探针水溶液；3)取体积为V的步骤1)所配制的铜离子的标准溶液，然后加入定量的荧光探针水溶液，利用荧光分光光度计测定发射光谱，记录荧光强度F；取体积为V的水，平行加入定量的荧光探针水溶液，利用荧光分光光度计测定发射光谱，记录荧光强度F0；以荧光强度变化值Log(F0/F)为纵坐标，以铜离子浓度为横坐标，绘制标准曲线；4)取体积为V的步骤2)所配制的荧光探针水溶液中定量滴加待测铜离子溶液，然后测定其荧光强度，根据步骤3)所得标准曲线，计算出待测溶液中的铜离子浓度。5.根据权利要求4所述荧光探针快速检测铜离子的定量分析方法，其特征在于所述铜离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽，彭茂民，夏虹，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42