量子点可视化检测Hg制造技术

本发明专利技术属于重金属检测领域，量子点可视化检测Hg

Visual detection of Hg by quantum dots

【技术实现步骤摘要】
量子点可视化检测Hg2+离子荧光纸基质传感器及其制备方法和应用
本专利技术属于重金属检测领域，尤其涉及量子点可视化检测Hg2+离子荧光纸基质传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
汞是毒性较强的金属元素之一主要以Hg0、Hg2+以及有机汞三种形式存在其中有机汞的毒性最大。Hg2+被吸收后可通过血液循环系统进入全身及各个组织器官可造成中枢神经异常以及肝、肾等内脏的不可逆转地永久性损害导致食欲不振、懒惰等症状。采用荧光探针检测Hg2+具有高灵敏度与高分辨率的特性目前主要研究的探针包含碳量子点、MOF或者有机物体系这些体系的光学性能不稳定例如有机物的发光效率会随着照射时间的延长而减弱。目前汞离子检测的方法主要分为两大类，一类是依赖大型分析仪器的检测方法，主要有原子吸收光度法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、共振瑞利散射光谱法(RSS)、电化学法、气相色谱法、液相色谱法、质谱法以及多种仪器联用技术法等这些方法大都需要对样品进行富集、分离等专业而的繁琐预处理过程对操作者有一定的安全隐患再者仪器价格昂贵运行、维护费用高检测成本太高。另一类是化学传感器检测方法该方法具有灵敏、简便、响应时间短、分析速度快、选择性较高、实时检测及生物应用等区别于大型分析仪器检测方法的突出优点。量子点(QuantumDotQD)又称为纳米晶或人造原子是一种由II-VI族或III-V族元素组成的准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米颗粒。通常量子点在三个维度上的尺寸都在100纳米(nm)以下。由于量子限域效应(quantumconfinementeffect)量子点中的电子和空穴具有分立能级结构受激后可以发射荧光。通过控制量子点的形状、结构和尺寸可以方便地调节其能隙宽度、激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等电子状态。随着量子点尺寸的逐渐减小量子点的光吸收谱出现蓝移现象。尺寸越小则谱蓝移现象也越显著即所谓的量子尺寸效应。由于量子点可吸收所有高于其带隙能量的光子而发射的光波长(即颜色)具有尺寸依赖性因此可用尺寸不同的同类量子点形成发光波长(即颜色)不同的一系列标记物。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供量子点可视化检测Hg2+离子荧光纸基质传感器，该荧光纸基质传感器采用量子点荧光探针，可以方便吸附纸基质载体，且在常温下非常稳定，具有检测快速、灵敏、选择好，可以应用在环境或人体中Hg2的检测。为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：量子点可视化检测Hg2+离子荧光纸基质传感器，包括纸基质载体和吸附在纸基质载体上的量子点荧光探针，所述的量子点荧光探针具有以下的结构式：10Ca/6Tb:Bi2O2S。另一方面本申请还提供了量子点可视化检测Hg2+离子荧光纸基质传感器的制备方法，该方法包括以下的步骤：1)将(1-x-y)毫摩尔乙酸铋溶于100mL饱和β-环糊精溶液中，将混合液转移进250mL三口烧瓶中，磁力搅拌下加入20mL油酸轻轻搅拌，通氩气20min除去溶液中的溶解氧，注入x毫摩尔乙酰丙酮铕，y毫摩尔醋酸钙，升温至100～130℃，并保温1-2小时；其中，x为0.02-0.08，y为0.1-0.2；2)待步骤1)中的溶液冷却至50℃以下，加入(5-10)毫摩尔硫粉，(15-20)毫升油胺，用机械泵将三颈瓶内抽真空约10分钟，然后升温至120℃，并保温(30-60)分钟，随后在氩气保护条件下，迅速升温至300-320℃，并保温(1-2)小时；3)待反应釜自然冷却到室温，弃去上层油相，将下层水相在6000rpm离心7min，除去团聚的杂质，得到棕色透明的溶液，除去反应多余β-环糊精及其它杂质，用30000gmol-1的超滤离心管离心溶液，获得水溶性β-环糊精修饰比率型荧光发光纳米晶材料；4)设计长方形检测区，在检测区以外区域设置疏水区；将上述纸基浸入量子点荧光探针溶液中孵育30min，在纸基上附着探针溶液以获得荧光底物，取出纸基后进行干燥；最后将干燥后的纸基作为测试条用于检测。另一方面，本申请还提供了所述的荧光纸基质传感器用于比率型Hg2+离子检测中的应用。另一方面，本申请还提供了所述的荧光纸基质传感器用于制备生物汞检测的设备中的应用。另一方面，本申请还提供了所述的荧光纸基质传感器用于制备人体汞中毒检测的设备中的应用。本申请由于采用了上述的技术方案，在制备纳米晶的过程中通过加入碱土钙离子降低硫氧化铋纳米晶的形核能垒进而促进硫氧化铋纳米晶的生长且纳米晶表面由于油酸的包覆而带负电。制备得到的Ca/Tb:Bi2O2S纳米晶材料发出明亮的绿光荧光量子效率为40.2％。在该体系中Tb3+离子的5d能级位置较低4f-5d跃迁位于紫外区域与Hg2+离子在紫外区域的吸收峰位置相近当纳米晶表面通过静电吸附Hg2+离子后Tb3+离子5d能级上的电子经Hg2+离子无辐射弛豫到基态减少了Tb3+离子5D4能级的电子布居数导致Tb3+离子的发光强度减弱且减弱的幅度非常明显非常适合于Hg2+离子的检测。所述的荧光纸基传感器上的荧光探针均匀分布，并且在检测时不易被水或者其他有机溶剂溶解而使检测的准确性受影响，是一种高选择性、简单快速、环保、便携、能够可视化、能够实现现场检测的Hg2+的荧光纸基传感器。附图说明图1：本专利实施例中10Ca/6Tb:Bi2O2S纳米晶的X射线衍射图。图2：本专利实施例中10Ca/6Tb:Bi2O2S纳米晶的透射电镜图。图3：本专利实施例中10Ca/6Tb:Bi2O2S纳米晶的下转换发光谱图。图4：本专利实施例中10Ca/6Tb:Bi2O2S纳米晶的荧光强度与Hg2+离子浓度的关系曲线。图5：对比例中6Tb:Bi2O3纳米晶的X射线衍射图。图6：对比例中6Tb:Bi2O3纳米晶的荧光强度与Hg2+离子浓度的关系曲线。图7：(A)不同浓度的NaCl溶液；(B)pH；(C)光照时间及(D)放置时间对碳量子点溶液荧光强度的影响。图8：(A)不同金属离子对碳量子点荧光强度的影响；(B)其它金属离子存在时，Hg2+的测定。具体实施方式实施例110Ca/6Tb:Bi2O2S纳米晶的制备(1)将0.84毫摩尔乙酸铋0.06毫摩尔乙酰丙酮铽0.1毫摩尔醋酸钙5毫升油酸在室温下加入到50毫升三颈瓶中升温至110℃并保温1小时；(2)待步骤(1)中的溶液冷却至50℃以下加入10毫摩尔硫粉20毫升油胺用机械泵将三颈瓶内抽真空约10分钟然后升温至120℃并保温30分钟随后在氩气保护条件下迅速升温至310℃并保温1小时；(3)待步骤(2)中的溶液冷却至室温后加入乙醇离心得到沉淀并用乙醇：环己烷为3:1的混合液洗涤产物然后于40OC烘干后得到最终产物。粉末X射线衍射分析与透射电子显微镜观察分析表明：产物为正交晶系(图1)尺寸约为30nm的花瓣状(图2)。在254n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.量子点可视化检测Hg

【技术特征摘要】
1.量子点可视化检测Hg2+离子荧光纸基质传感器，其特征在于，包括纸基质载体和沉淀设置在纸基质载体上的量子点荧光探针，所述的量子点荧光探针具有以下的结构式：10Ca/6Tb:Bi2O2S。


2.权利要求1或2所述的荧光纸基质传感器的制备方法，该方法包括以下的步骤：
1）将（1-x-y）毫摩尔乙酸铋溶于100mL饱和β-环糊精溶液中，将混合液转移进250mL三口烧瓶中，磁力搅拌下加入20mL油酸轻轻搅拌，通氩气20min除去溶液中的溶解氧，注入x毫摩尔乙酰丙酮铕，y毫摩尔醋酸钙，升温至100～130℃，并保温1-2小时；其中，x为0.02-0.08，y为0.1-0.2；
2）待步骤1）中的溶液冷却至50℃以下，加入(5-10)毫摩尔硫粉，（15-20）毫升油胺，用机械泵将三颈瓶内抽真空约10分钟，然后升温至120℃，并保温（30-60）分钟，随后在氩气保护条件下，迅速升温至300-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆阳清，王凯，陈泽楷，张鑫洋，
申请(专利权)人：杭州众道光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33