一种利用荧光氮掺杂碳量子点检测乙烯利的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用荧光氮掺杂碳量子点检测乙烯利的方法。包括如下步骤：配制氮掺杂碳量子点和铈离子的混合水溶液，经反应后的体系作为空白溶液；氮掺杂碳量子点的表面连接氨基和羧基；分别向空白溶液中加入不同体积的乙烯利待测液，作为待测液Ⅰ；乙烯利待测液为乙烯利标准品与碱反应后的水溶液；检测空白溶液和待测液Ⅰ的荧光强度，以待测液Ⅰ中乙烯利标准品的浓度为横坐标，以相应的荧光强度值为纵坐标制作标准曲线；向空白溶液中加入经处理后的待测样品，得到待测液Ⅱ；检测待测液Ⅱ的荧光强度，根据标准曲线即得。本发明专利技术基于氮掺杂碳量子点的荧光淬灭与恢复现象来简单、灵敏检测实际样品中乙烯利的方法，为乙烯利的检测提供了更多选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用荧光氮掺杂碳量子点检测乙烯利的方法，分析化学

技术介绍
乙烯利是一种植物生长调节剂，被植物吸收后，乙烯利在植物的根、茎、叶、果等组织的内部分解，并释放出乙烯。乙烯作为一种植物内源激素，可以影响植物生理活动和调节植物新陈代谢，具有促进细胞扩大、诱导花芽分化、打破休眠、促进发芽及抑制器官脱落等作用。因此，国内外广泛使用乙烯利并应用于果实催熟、促进棉铃开裂吐絮、刺激橡胶树分泌和促进菠萝开花等农业生产中。乙烯利的结构如式1所示：但是，由于乙烯利在各类植物中大量施用，导致其残留成为影响植物产品使用的安全隐患之一。乙烯利过多的富集对环境可能会造成危害，对水体可造成污染。在蔬菜水果中涂上乙烯利，会使其个体性状更快趋于成熟，虽然乙烯利毒性不高，但长期食用对人体仍然有害。目前，乙烯利的检测方法主要包括滴定分析法，离子色谱法(IC)、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)和气相色谱法(GC)。滴定色谱法在乙烯利含量检测中结果不够准确，使用较少。其他检测方法灵敏度虽然比较高，但是需要较为昂贵的设备，测定的时间较长，成本高，技术比较复杂，难以操作，不适合快速检测。因此需要建立一种简单、快速、灵敏的方法检测各样品中乙烯利含量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于氮掺杂碳量子点荧光淬灭与恢复现象检测乙烯利的方法，以快速、简单、灵敏地检测样品中乙烯利的含量。本专利技术首先提供了两种定性检测乙烯利的方法，其中：第一种方法包括如下步骤，具体是利用氮掺杂碳量子点进行检测：1)配制氮掺杂碳量子点和铈离子(Ⅲ)的混合，经反应后的体系作为空白溶液；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；2)向所述空白溶液中加入经处理后的待测样品，得到待测液；3)检测所述空白溶液和所述待测液的荧光强度，当所述待测液的荧光强度值相对于所述空白溶液的荧光强度值变化时，则判定所述待测样品中含有乙烯利；步骤3)中所述“变化”指的是荧光强度的实质变化，排除系统误差、操作误差等所造成的变化；第二种方法包括如下步骤，具体是利用量子点荧光试纸条进检测：1)向量子点荧光试纸条上加入铈离子(Ⅲ)的水溶液，在紫外照射下无荧光现象；所述量子点荧光试纸条由试纸条浸渍于氮掺杂碳量子点的水溶液中得到，所述浸渍步骤重复5～12次，取出后晾干；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；2)向经步骤1)处理后的所述量子点荧光试纸条上加入经处理后的待测样品，若在紫外照射下观察到荧光现象，则判定所述待测样品中含有乙烯利。该方法适用于现场检测乙烯利。本专利技术进一步提供了一种定量检测乙烯利的方法，包括如下步骤：(1)配制氮掺杂碳量子点和铈离子(Ⅲ)的混合水溶液，经反应后的体系作为空白溶液，即荧光淬灭的量子点溶液；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；(2)分别向所述空白溶液中加入不同体积的乙烯利待测液，作为待测液Ⅰ；所述乙烯利待测液为乙烯利标准品与碱反应后的水溶液；(3)检测所述空白溶液和所述待测液Ⅰ的荧光强度，以所述待测液Ⅰ中所述乙烯利标准品的浓度为横坐标，以相应的荧光强度值为纵坐标，制作标准曲线；(4)向所述空白溶液中加入经处理后的待测样品，得到待测液Ⅱ；检测所述待测液Ⅱ的荧光强度，根据所述标准曲线即得所述待测液Ⅱ中乙烯利的浓度，经稀释倍数换算即得所述待测样品中乙烯利的浓度。上述的方法中，所述氮掺杂碳量子点的尺寸为1.8～3.8nm；所述氮掺杂碳量子点按照下述方法制备得到：以柠檬酸和尿素为原料经水热法制备，可按照下述进行：将所述柠檬酸和所述尿素溶于水中后进行搅拌使其完全溶解，得无色溶液；随后，将无色溶液转移到高压反应釜内，将高压反应釜密封后放入电烘炉中，让反应原料水热碳化得到初始产物。将初始产物装入透析袋后放入装有纯净水的烧杯中，持续搅拌下透析。透析后产物过水相滤膜后得到所述氮掺杂量子点溶液；上述各处理步骤可在常规条件下进行；所述柠檬酸与所述尿素的摩尔比可为1：1～5，具体可为1：3；上述的方法中，所述铈离子(Ⅲ)来自含铈离子(Ⅲ)的金属化合物；所述金属化合物为有机酸盐，所述有机酸盐具体可为硝酸铈。上述的方法中，所述待测样品经下述处理：将所述待测样品粉碎后配制其水溶液，然后经离心后收集上清液，向所述上清液中加入基质进行吸附，得到的干净清液加入至所述空白溶液中作为待测液(Ⅰ)，所述基质可为PSA。上述的方法中，所述碱可为氢氧化钠。上述的方法中，所述待测液、所述待测液Ⅰ和所述待测液Ⅱ均利用Tris-HCl缓冲液定容，所述Tris-HCl缓冲液的pH值为7.4。上述的方法中，所述待测液Ⅰ中所述乙烯利标准品的浓度为0～44mg/L，但不为零；经验证，本专利技术方法的线性范围为8～28mg/L，当乙烯利浓度小于8mg/L时荧光强度相比空白溶液会降低，可作为定性测定，当乙烯利浓度大于28mg/L时荧光强度基本保持稳定，可作为定性测定。上述的方法中，步骤(3)或步骤(3)和步骤(4)中，在激发波长为320～380nm的激发光下检测荧光强度。上述的方法中，所述待测样品为果蔬、土壤、植株或种子。包括氮掺杂碳量子点和铈离子(Ⅲ)的混合水溶液的检测乙烯利的试剂盒也属于本专利技术的保护范围；其中所述氮掺杂碳量子点与所述铈离子(Ⅲ)铈离子的体积比为90～360：1。本专利技术基于氮掺杂碳量子点荧光淬灭与恢复现象检测乙烯利的方法的原理如下：以水热碳化法制备并纯化的氮掺杂碳量子点的表面具有丰富的氨基基团和羧基基团，因此具有很高的荧光强度，在紫外灯照射下可观察到强烈的蓝色荧光。当向量子点溶液中加入一定量的硝酸铈溶液后，可观测到量子点的荧光强度有明显的下降，这是由于硝酸铈溶液含有的铈离子与量子点表面的羧基基团结合后使得量子点大量聚集从而导致荧光强度下降。在荧光强度下降后的量子点-铈离子溶液中加入一定量的磷酸根离子后，混合溶液的荧光又可以观察到明显的恢复，这是由于磷酸根离子可以和铈离子结合形成磷酸铈，并且相比于量子点表面的羧基基团，磷酸根离子与铈离子之间有着更高的亲和力。因此，加入的磷酸根离子可以从量子点与铈离子聚集体中夺取铈离子并结合生成磷酸铈，量子点由于一部分的表面羧基基团不再与铈离子结合，在溶液中也分散开来，只剩少量聚集或者不再聚集，最终使得荧光强度得到了恢复。与现有的利用荧光猝灭现象检测乙烯利的方法相比，本专利技术具有如下优点：量子点的荧光淬灭现象可能与很多因素相关，例如温度、酸碱度、反应时间、金属离子以及溶剂等，利用荧光淬灭现象不能特异性的检测药物，存在不少的偏差。而本专利技术方法则是利用量子点的荧光恢复现象进行测定，从较弱的荧光恢复到较强的荧光，视觉以及检测上更易于分辨，并且由于使淬灭量子点荧光恢复的因素很少，因此本专利技术方法可以特异性地检测可以使量子点荧光恢复的药物(乙烯利)。与现有的利用酶和量子点对农药进行检测的方法相比，本专利技术具有如下优点：如利用乙酰酯酶和乙酰胆碱酶对有机磷类农药和拟除虫菊酯酶类农药进行检测，这些方法定量比较准确，可以排除多种因素如温度、酸碱度等干扰，但是由于检测方法需要各种酶，而酶的价格相对比较昂贵，而且难以长期保存，也无法快速制备用于检测实际样品，所以检测成本很高，不利于大量实际样品的检测。本专利技术方法的优点在于不需要使用昂贵的酶即可对药物进行测定，检测中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定性检测乙烯利的方法，包括如下(1)或(2)的步骤：(1)1)配制氮掺杂碳量子点和铈离子(Ⅲ)的混合水溶液，经反应后的体系作为空白溶液；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；2)向所述空白溶液中加入经处理后的待测样品，得到待测液；3)检测所述空白溶液和所述待测液的荧光强度，当所述待测液的荧光强度值相对于所述空白溶液的荧光强度值变化时，则判定所述待测样品中含有乙烯利；(2)1)向量子点荧光试纸条上加入铈离子(Ⅲ)的水溶液，在紫外照射下无荧光现象；所述量子点荧光试纸条由试纸条浸渍于氮掺杂碳量子点的水溶液中得到；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；2)向经步骤1)处理后的所述量子点荧光试纸条上加入经处理后的待测样品，若在紫外照射下观察到荧光现象，则判定所述待测样品中含有乙烯利。

【技术特征摘要】
1.一种定性检测乙烯利的方法，包括如下(1)或(2)的步骤：(1)1)配制氮掺杂碳量子点和铈离子(Ⅲ)的混合水溶液，经反应后的体系作为空白溶液；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；2)向所述空白溶液中加入经处理后的待测样品，得到待测液；3)检测所述空白溶液和所述待测液的荧光强度，当所述待测液的荧光强度值相对于所述空白溶液的荧光强度值变化时，则判定所述待测样品中含有乙烯利；(2)1)向量子点荧光试纸条上加入铈离子(Ⅲ)的水溶液，在紫外照射下无荧光现象；所述量子点荧光试纸条由试纸条浸渍于氮掺杂碳量子点的水溶液中得到；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；2)向经步骤1)处理后的所述量子点荧光试纸条上加入经处理后的待测样品，若在紫外照射下观察到荧光现象，则判定所述待测样品中含有乙烯利。2.一种定量检测乙烯利的方法，包括如下步骤：(1)配制氮掺杂碳量子点和铈离子(Ⅲ)的混合水溶液，经反应后的体系作为空白溶液；所述氮掺杂碳量子点的表面连接有氨基和羧基；(2)分别向所述空白溶液中加入不同体积的乙烯利待测液，作为待测液Ⅰ；所述乙烯利待测液为乙烯利标准品与碱反应后的水溶液；(3)检测所述空白溶液和所述待测液Ⅰ的荧光强度，以所述待测液Ⅰ中所述乙烯利标准品的浓度为横坐标，以相应的荧光强度值为纵坐标，制作标准曲线；(4)向所述空白溶液中加入经处理后的待测样品，得到待测液Ⅱ；检测所述待测液Ⅱ的荧光强度，根据所述标准曲线即得所述待测液Ⅱ中乙烯利的浓度，经稀释倍数换算即...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永强，董云鹏，韩雨萌，武晓丽，李高卫，刘雪，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11