基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法，属于环境监测技术领域。本发明专利技术基于稀土离子聚合物与碳量子点构建了N,S‑CQDs/EuCPs复合物比率荧光探针体系。该探针除了Fe

Detection of Total Phosphorus in Water Samples Based on Complex Ratio Fluorescence Probe

【技术实现步骤摘要】
基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法
本专利技术涉及水样中总磷的检测方法，具体涉及一种基于稀土离子聚合物与碳量子点构建的复合物比率荧光探针对水样中总磷的检测方法，属于环境监测

技术介绍
水中磷可以以单质磷、偏磷酸盐、正磷酸盐、焦磷酸盐和有机磷等形式存在。其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭，使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。目前测定水样总磷的方法有：钼酸铵分光光度法，其最低检出浓度为0.01mg/L；流动注射-钼酸铵分光光度法，其检出限为0.005mg/L。离子色谱法测定可溶性磷酸盐的方法检出限为0.007mg/L。目前水样总磷的测定方法，灵敏度总体不够高，勉强能满足水体总磷测定的需求，对于干净未受污染的地表水检测存在灵敏度不够的问题，而且分光光度法还存在共存基体干扰的问题，发展灵敏度高、选择性好的分析方法有重要的应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法。本专利技术基于稀土离子聚合物与碳量子点的复合物比率荧光探针建立了简便、灵敏、选择性检测水样中总磷的分析方法。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法，其步骤如下：1)对待测水样用浓硝酸进行消化处理，使水样中各种形态的磷转化为正磷酸盐；2)取EuCPs粉末分散于氨基乙酸缓冲溶液中，超声分散后得到EuCPs均一分散溶液；将碳量子点N,S-CQDs加水配制成N,S-CQDs水溶液；3)在比色管中，依次加入N,S-CQDs水溶液和EuCPs均一分散溶液混合，混合液中N,S-CQDs和EuCPs质量浓度比为1：40～4:10；然后再定量加入待测样品，超纯水定容后摇匀并室温静置；4)取静置后的样品置于比色皿中，以285nm为激发波长，扫描370-750nm波长范围内的发射光谱，以617nm与420nm处荧光强度的比值I617/I420与磷酸根浓度的线性关系进行定量检测。作为优选，所述的EuCPs粉末的合成方法为：将0.5mmol均苯四甲酸溶于80mL超纯水中，然后加入1.0mmol咪唑-2-甲醛，超声15min后，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，室温下搅拌6h后得到亮黄色H4btec-ICA溶液，最后将10mL50mmol/L的EuCl3·6H2O溶液缓慢逐滴加入到H4btec-ICA溶液中，常温下搅拌2h之后得到EuCPs产物；该产物通过高纯水洗涤并进行12000rpm离心10min，离心沉淀物在50℃下真空干燥24h得到EuCPs淡黄色粉末。作为优选，所述的碳量子点N,S-CQDs的合成方法为：将4.5g柠檬酸和2gL-半胱氨酸加入10mL去离子水中，超声分散15min，将混合物转移到100mL聚四氟乙烯内衬的的高压反应釜中，在真空干燥箱180℃条件下反应12h后停止反应，自然冷却至室温，得到棕黄色产品溶液；将棕黄色产品溶液于12000rpm离心10min，取上清液，并用0.22μm微孔滤头过滤，将过滤得到的亮黄色产品在真空旋转凝缩仪中于50℃条件下浓缩，最后放入电热真空干燥箱中于55℃条件下干燥得到碳量子点N,S-CQDs。作为优选，所述的EuCPs均一分散溶液中，EuCPs浓度为0.2g/L。作为优选，所述的N,S-CQDs水溶液中，N,S-CQDs浓度为0.1g/L。作为优选，所述混合液中N,S-CQDs和EuCPs质量浓度比优选为1：10。作为优选，所述步骤3)中，室温静置时间为10min。作为优选，所述的氨基乙酸缓冲溶液浓度为20mM，pH为6.5。作为优选，比值I617/I420与磷酸根浓度c的线性方程式为：I617/I420＝-0.0177c+2.542。作为优选，所述的待测水样为自来水、湖水、河水或人体尿液。本专利技术基于稀土离子聚合物与碳量子点构建了复合物比率荧光探针，该探针除了Fe3+略有轻微影响外，其他金属阳离子或无机阴离子加入前后，均未对荧光强度比值产生明显的影响，表明该N,S-CQDs/EuCPs复合物比率荧光探针体系可以实现磷酸根的选择性检测。采用该方法对自来水、湖水、河水以及人体尿液中的磷酸根浓度进行测定，测得的磷酸根浓度与磷钼蓝分光光度法测定的结果具有良好的一致性。附图说明图1为N,S-CQDs/EuCPs复合物浓度比对探针荧光强度的影响；图2为其它共存阴阳离子对比率探针检测磷酸根的选择性影响图3为N,S-CQDs/EuCPs复合物比率荧光探针对磷酸根检测的线性范围具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。实施例1基于稀土离子聚合物与碳量子点的复合物比率荧光探针建立了简便、灵敏、选择性检测水样中总磷的分析方法，包括以下步骤：(1)EuCPs的合成：将均苯四甲酸(H4btec，0.5mmol,127.1mg)溶于80mL超纯水中，然后加入咪唑-2-甲醛(ICA，1.0mmol,96.1mg)，超声15min后，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，室温下搅拌6h后得到亮黄色H4btec-ICA溶液，最后将配制的EuCl3·6H2O溶液(10mL,50mmol/L)缓慢逐滴加入到H4btec-ICA溶液中，常温下搅拌2h之后得到EuCPs产物。该反应产物通过高纯水洗涤并进行离心(12000rpm,10min)，再于50℃下真空干燥24h得到EuCPs淡黄色粉末。本实施例中的EuCPs是在水相中常温合成的，相对于水热法合成以及有机溶剂热法合成的EuCPs尺寸较小，且呈规则的片状，因此在水溶液中分散性较好。此外，常温与有机溶剂热法制备的EuCPs，具有相当的荧光量子产率。因此常温合成的EuCPs具有更好的水分散性和优良的荧光特性，说明了该常温水相制备EuCPs方法的可行性以及在分析领域应用的可能性。(2)碳量子点(N,S-CQDs)的合成：称取柠檬酸(CA，4.5g)，L-半胱氨酸2g放入50mL小烧杯中，加入10mL去离子水，超声分散15min，将混合物转移到100mL聚四氟乙烯内衬的的高压反应釜中，然后置于真空干燥箱中，180℃条件下反应12h后停止反应，自然冷却至室温，得到棕黄色产品，再将其于12000rpm离心10min，取上清液，并用0.22μm微孔滤头过滤。过滤得到的亮黄色产品在真空旋转凝缩仪50℃条件下浓缩，最后放入电热真空干燥箱55℃条件下干燥得到碳量子点N,S-CQDs。N,S-CQDs可用去离子水配制10mL1.0mg/mL的贮备液，以便于存储使用。(3)水样的预处理：将采集的水样或尿样用浓硝酸消化后，将各种形态的磷转化为正磷酸盐，后续根据正磷酸根的浓度计算得到样品总磷的浓度。(4)分析步骤：称取20mg的EuCPs粉末分散于100mL氨基乙酸缓冲溶液(20mM,pH6.5)中，超声分散5min后可以得到浓度为0.2g/L的EuCPs均一分散溶液。10.0mgN,S-CQDs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法，其特征在于，步骤如下：1)对待测水样用浓硝酸进行消化处理，使水样中各种形态的磷转化为正磷酸盐；2)取EuCPs粉末分散于氨基乙酸缓冲溶液中，超声分散后得到EuCPs均一分散溶液；将碳量子点N,S‑CQDs加水配制成N,S‑CQDs水溶液；3)在比色管中，依次加入N,S‑CQDs水溶液和EuCPs均一分散溶液混合，混合液中N,S‑CQDs和EuCPs质量浓度比为1：40～4:10；然后再定量加入待测样品，超纯水定容后摇匀并室温静置；4)取静置后的样品置于比色皿中，以285nm为激发波长，扫描370‑750nm波长范围内的发射光谱，以617nm与420nm处荧光强度的比值I617/I420与磷酸根浓度的线性关系进行定量检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法，其特征在于，步骤如下：1)对待测水样用浓硝酸进行消化处理，使水样中各种形态的磷转化为正磷酸盐；2)取EuCPs粉末分散于氨基乙酸缓冲溶液中，超声分散后得到EuCPs均一分散溶液；将碳量子点N,S-CQDs加水配制成N,S-CQDs水溶液；3)在比色管中，依次加入N,S-CQDs水溶液和EuCPs均一分散溶液混合，混合液中N,S-CQDs和EuCPs质量浓度比为1：40～4:10；然后再定量加入待测样品，超纯水定容后摇匀并室温静置；4)取静置后的样品置于比色皿中，以285nm为激发波长，扫描370-750nm波长范围内的发射光谱，以617nm与420nm处荧光强度的比值I617/I420与磷酸根浓度的线性关系进行定量检测。2.如权利要求1所述的基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法，其特征在于，所述的EuCPs粉末的合成方法为：将0.5mmol均苯四甲酸溶于80mL超纯水中，然后加入1.0mmol咪唑-2-甲醛，超声15min后，用2.0mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，室温下搅拌6h后得到亮黄色H4btec-ICA溶液，最后将10mL50mmol/L的EuCl3·6H2O溶液缓慢逐滴加入到H4btec-ICA溶液中，常温下搅拌2h之后得到EuCPs产物；该产物通过高纯水洗涤并进行12000rpm离心10min，离心沉淀物在50℃下真空干燥24h得到EuCPs淡黄色粉末。3.如权利要求1或2所述的基于复合物比率荧光探针的水样中总磷检测方法，其特征在于，所述的碳量子点N,S-CQDs的合成方法为：将4.5g柠檬酸和2gL...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳伦，武会芳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33