基于荧光碳点CDs的镉检测方法技术

本发明专利技术公开了基于荧光碳点CDs的镉检测方法，该方法采用荧光碳点CDs

【技术实现步骤摘要】
基于荧光碳点CDs的镉检测方法


[0001]本专利技术属于重金属检测
，尤其涉及荧光碳点与核酸适配体偶联物的制备及基于荧光碳点建立特异性检测三七中镉含量的方法。

技术介绍

[0002]镉（Cadmium, Cd）原子序数48，是一种有色金属元素，单质为银白色金属，能够吸收中子，是作为副产品从锌矿石或硫镉矿中提炼出来的，大多用来保护其他金属免受腐蚀和锈损，如电镀钢、铁制品、铜、黄铜及其他合金。在自然界中镉常以化合物状态存在，当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体引起慢性中毒。污染源主要是铅锌矿等。镉对土壤的污染主要有气型和水型两种。气型污染主要来自工业废气，污染范围有的可达数千米。水型污染主要是铅锌矿的选矿废水和有关工业（电镀、碱性电池等）废水排入地面水或渗入地下水引起。镉会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈。经呼吸被体内吸收后，积存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾脏损害最为明显，还可导致骨质疏松和软化。
[0003]三七（Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen）为五加科植物。味甘，味苦，性温，有止血止痛，活血化瘀的功效，主要产区是云南和广西，其次是贵州、四川等地。其道地产区云南文山以及周边产区属于矿区环境，随着工业粉尘、工业废水、尾矿砂堆积等问题日益严重，三七中重金属超标频繁，严重制约其质量以及出口。国标规定对镉的检测法为石墨炉原子吸收光谱法，该法存在分析范围窄、测定速度慢、检测费用高、测定精度较差的缺点。
[0004]荧光碳点（Carbon Dots，CDs）是一种直径小于10nm 的新型碳纳米发光材料，其化学成分主要由 C、H、O和 N 四种元素构成。碳点具有优良的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。碳点的制备方法主要分为“自上而下”( Top
‑ꢀ
down) 合成法和“自下而上”( Bottom
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up) 合成法，包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学法、化学氧化法等。常被应用于化学传感器、生物传感器、生物成像、催化作用等。
[0005]但目前并没有将荧光碳点与适配体结合起来特异性检测镉的方法或产品。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于荧光碳点CDs的镉检测方法，该方法是采用荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物特异性检测镉含量，镉在420nm荧光波长下能使荧光碳点NCDs
‑
核酸适配体偶联物发生荧光猝灭。
[0007]所述荧光碳点CDs采用常规一步水热法制备获得，对荧光碳点NCDs进行表征，呈均匀分散的球形结构，平均粒径为3.6nm，其晶格间距为0.23nm，荧光碳点NCDs主要以非晶型碳存在；荧光碳点NCDs表面存在的化学基团有O
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H、N
‑
H、C=O、C=C和C
‑
N；本专利技术采用荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物特异性检测镉含量方法如下：（1）采用脱水缩合的方法制备荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物，具体是在室温下
将1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺加入到浓度1
‑
2g/mL的荧光碳点NCDs溶液9.85mL中，其中1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐在荧光碳点NCDs溶液中终浓度为1.2mmol/L，N
‑
羟基琥珀酰亚胺在荧光碳点NCDs溶液中终浓度为1.2mmol/L，搅拌激活1h后，加入浓度100μmol/L氨基修饰的核酸适配体150μL，混匀后反应2
‑
3h制得；氨基修饰的核酸适配体CD
‑
4是在核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示核酸适配体的5'端修饰氨基；即为5'
‑
NH2‑
GGACTGTTGTGGTATTATTTTTGGTTGTGC
‑
3'。
[0008]（2）在15mL管中加入荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物200μL、镉标准溶液，定容到3mL，其中镉浓度范围在0.1
‑
8ng/mL，采用荧光光谱仪在344 nm处激发，在420 nm处测定吸收峰，以镉浓度为横坐标，420nm处峰值为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程； （3）对待处理样品进行前处理，在15mL管中加入荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物200μL、预处理样品，在420 nm处测定吸收峰，代入步骤（2）回归方程，计算得到样品中镉含量； （4）采用镉标准溶液、钴标准溶液、锂标准溶液、锆标准溶液和砷标准溶液进行特异性的验证。
[0009]本专利技术的有益效果如下：与现有的重金属镉检测技术相比，利用镉特异性核酸适配体和荧光碳点偶联能够高亲和力、高特异性地识别并结合镉，确保了对三七中含有的镉的的准确性；镉能够使荧光碳点NCDs
‑
适配体偶联物的荧光值降低，并且由检测结果于碳点材料自带荧光，也可以通过肉眼观察荧光强度从而估计三七中镉的含量，本专利技术方法操作简单、灵敏度高，检测限低，检测结果可靠，适用于工业化生产和市场推广应用，同时本专利技术填补了目前国内外通过将荧光碳点和适配体结合而特异性检测三七中镉的方法的空白。
附图说明
[0010]图1是本专利技术荧光碳点NCDs的透射电子显微镜图；图2是本专利技术荧光碳点NCDs的粒子直径分布图；图3是本专利技术荧光碳点NCDs的X射线衍射图；图4是本专利技术荧光碳点NCDs的傅里叶转换红外光谱图；图5是本专利技术荧光碳点NCDs的X射线光电子能谱分析图；图6是本专利技术实施例提供的荧光碳点NCDs
‑
适配体偶联物对镉的特异性分析；图7是本专利技术实施例提供的荧光碳点NCDs
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适配体偶联物对镉的灵敏度分析；图8是本专利技术实施例提供的荧光碳点NCDs
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适配体偶联物对镉进行检测的线性关系。
具体实施方式
[0011]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0012]实施例1：荧光碳点NCDs的制备及表征
1、荧光碳点NCDs的制备：采用一步水热法合成了荧光碳点NCDs2、将2.01g柠檬酸固体颗粒和100μL乙二胺混合并溶解于30mL去离子水中，然后将混合物转移到聚四氟乙烯内衬高压釜中，在180℃下加热6h，待高压釜冷却至室温后取出，以10000rpm的转速离心10min；收集上清液，上清液通过0.22μm滤膜进行过滤；滤液再用透析膜（1000Da）纯化并于4℃储存；采用荧光光谱仪在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光碳点CDs的镉检测方法，其特征在于：采用荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物特异性检测镉含量，镉在420nm荧光波长下能使荧光碳点NCDs
‑
核酸适配体偶联物发生荧光猝灭。2.根据权利要求1所述的基于荧光碳点CDs的镉检测方法，其特征在于：荧光碳点CDs
‑
核酸适配体偶联物是在室温下将1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺加入到浓度1
‑
2g/mL的荧光碳点NCDs溶液9.85mL中，其中1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩芹芹，赵新月，宋玉竹，张金阳，杨亚玲，夏雪山，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：