本发明专利技术公开了一种检测铝离子的传感器及其检测铝离子的方法，属于金属离子检测技术领域。本发明专利技术的检测铝离子的传感器是将铕掺杂碳量子点比率荧光探针制备成水溶液，然后加入四环素，制备成四环素和铕掺杂碳量子点比率荧光探针的混合溶液，即为检测铝离子的传感器溶液。铝离子可以使检测铝离子的传感器伴随着从红色到粉色再到蓝色显著颜色变化，通过检测待测样品与传感器混合液的荧光强度变化I
【技术实现步骤摘要】
检测铝离子的传感器及其检测铝离子的方法
[0001]本专利技术属于金属离子检测
，具体涉及一种检测铝离子的传感器及其检测铝离子的方法。
技术介绍
[0002]由于金属离子在人和动物体内的过度积累引起的毒性效应，金属离子的检测引起了广泛关注。在所有金属中，铝是现代日常生活和许多工业中使用最广泛的金属之一。酸雨和人类活动会显著增加土壤中游离铝离子的含量，对作物生产造成环境污染。铝容器、包装材料、电气和电子设备可导致饮用水和食品中的Al
3+
污染。此外，Al
3+
可通过呼吸道、消化道、皮肤进入生物体，对神经系统造成损害，并导致多种疾病，如小细胞低色素性贫血、胃肠道疾病、肝肾损害、记忆丧失等，人体平均Al
3+
摄入量为每天3
‑
10毫克，每周最大铝摄入量为7毫克/千克体重。原子吸收光谱法原子和发射光谱法、高效液相色谱法、电化学法和电感耦合等离子体质谱法是最广泛使用的常规Al
3+
检测方法。这些方法通常需要复杂的样品制备和昂贵的精密仪器，这使得它们无法用于铝离子的快速现场检测。因此，高效、快速、简便的Al
3+
可视化现场检测仍然是一个巨大的挑战。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的之一在于提供一种检测铝离子的传感器，具体是，将铕掺杂碳量子点比率荧光探针制备成水溶液，然后加入四环素，制备成四环素和Eu
‑
CDs的混合溶液，即为检测铝离子的传感器溶液。
[0004]其中，所述铕掺杂碳量子点比率荧光探针，由以下方法制备而成：
[0005]取8.0～12mmol柠檬酸和0.2～0.3mmol三聚氰胺溶解在水中，然后添加0～1000μL甲醛溶液和300～800mg Eu(NO3)3·
6H2O；溶液充分混合后，在180～220℃，反应5～10h；反应结束后冷却至室温，所得溶液通过过滤，透析，去除分子量小于1000Da的小分子；干燥，即得铕掺杂碳量子点比率荧光探针粉末。
[0006]在一个具体的实施例中，所述甲醛溶液的浓度为8mmol/L。
[0007]在一个具体的实施例中，所述柠檬酸的用量为10mmol；所述三聚氰胺的用量为0.25mmol；所述Eu(NO3)3·
6H2O的用量为500mg；所述甲醛溶液的用量为560μL时，量子产率最高。
[0008]在一个具体的实施例中，所述的透析是先采用0.22μm的过滤膜过滤，滤液采用切断分子量为1000Da的透析袋在超纯水中透析24h，每隔6小时更新一次水以去除小分子。
[0009]在一个具体的实施例中，所述铕掺杂碳量子点比率荧光探针的水溶液中铕掺杂碳量子点比率荧光探针的浓度为60μg
·
mL
‑1。
[0010]在一个具体的实施例中，所述四环素的添加量为终浓度100μM。
[0011]本专利技术的目的之二在于提供上述检测铝离子的传感器在铝离子检测中的应用。
[0012]本专利技术的目的之三在于提供一种铝离子的检测方法，该方法采用了上述检测铝离
子的传感器；具体步骤如下：
[0013](1)向上述检测铝离子的传感器溶液中，加入不同量的Al
3+
，将其制备成Al
3+
不同浓度梯度的标准溶液，混合均匀；
[0014](2)采用荧光光谱法在380nm的激发下记录Al
3+
不同浓度梯度标准溶液在468nm和620nm处的荧光强度；
[0015](3)将步骤(2)得到的实验数据整理作图，以I
468
/I
620
强度比作为纵坐标，Al
3+
浓度作为横坐标，获得Al
3+
浓度与I
468
/I
620
强度比的线性方程；
[0016](4)将待测样品溶液与上述检测铝离子的传感器溶液混合；采用荧光光谱法在380nm的激发下，获得待测溶液的468nm和620nm处的荧光强度，计算I
468
/I
620
，代入步骤(3)获得的线性方程，计算获得待测样品溶液中Al
3+
的含量。
[0017]在一个具体的实施例中，所述步骤(4)中待测样品溶液与上述检测铝离子的传感器溶液的混合比例为1:1。
[0018]在一个具体的实施例中，所述Al
3+
不同浓度梯度的标准溶液的浓度范围为0
‑
50μM。
[0019]本专利技术的目的之四在于提供一种用于检测铝离子的纸基传感器，是将滤纸浸入铕掺杂碳量子点比率荧光探针与四环素的混合水溶液中；室温孵育培养一段时间后，干燥即得所述用于检测Al
3+
的纸基传感器；
[0020]所述铕掺杂碳量子点比率荧光探针，由以下方法制备而成：
[0021]取8.0～12mmol柠檬酸和0.2～0.3mmol三聚氰胺溶解在水中，然后添加0～1000μL甲醛溶液和300～800mg Eu(NO3)3·
6H2O；溶液充分混合后，在180～220℃，反应5～10h；反应结束后冷却至室温，所得溶液通过过滤，透析，去除分子量小于1000Da的小分子；干燥，即得铕掺杂碳量子点比率荧光探针粉末。
[0022]在一个具体实施例中，所述甲醛溶液的浓度为8mmol/L。
[0023]在一个具体实施例中，所述铕掺杂碳量子点比率荧光探针与四环素的混合水溶液中铕掺杂碳量子点比率荧光探针的浓度为60μg
·
mL
‑1；四环素的添加量为终浓度100μM。
[0024]所述的滤纸可以按照需求裁剪成不同的形状，本领域技术人员应当理解滤纸的形状不会影响检测结果；在一个具体的实施例中，是将滤纸裁剪成直径为6mm的圆形。
[0025]在一个具体的实施例中，所述的室温孵育为室温孵育培养10min。
[0026]本专利技术的目的之五在于提供上述用于检测铝离子的纸基传感器在智能手机作为信号读取器的铝离子检测方法中的应用。
[0027]本专利技术的目的之六在于提供一种智能手机作为信号读取器的铝离子检测方法，步骤如下：
[0028](1)将不同浓度的铝离子标准溶液添加到上述纸基传感器表面；
[0029](2)在智能手机上下载安装颜色扫描应用程序；
[0030](3)用智能手机上的颜色扫描应用程序记录步骤(1)中的纸基传感器在紫外灯下的荧光颜色，并对纸基传感器的荧光颜色进行数字化和输出，获得R G B值；用B/R作为纵坐标，铝离子的浓度作为横坐标，获得铝离子浓度与B/R的线性方程；
[0031](4)将待测样品溶液添加到上述纸基传感器表面；
[0032](5)用智能手机上的颜色扫描应用程序记录步骤(4)的纸基传感器在紫外灯下的荧光颜色，并对纸基传感器的荧光颜色进行数字化和输出，获得R G B值；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种检测铝离子的传感器，其特征在于，是将铕掺杂碳量子点比率荧光探针制备成水溶液，然后加入四环素，制备成四环素和铕掺杂碳量子点比率荧光探针的混合溶液，即为检测铝离子的传感器溶液；所述铕掺杂碳量子点比率荧光探针，由以下方法制备而成：取8.0～12mmol柠檬酸和0.2～0.3mmol三聚氰胺溶解在水中，然后添加0～1000μL甲醛溶液和300～800mg Eu(NO3)3·
6H2O；溶液充分混合后，在180～220℃，反应5～10h；反应结束后冷却至室温，所得溶液通过过滤，透析，去除分子量小于1000Da的小分子；干燥，即得铕掺杂碳量子点比率荧光探针粉末。2.根据权利要求1所述检测铝离子的传感器，其特征在于，所述甲醛溶液的浓度为8mmol/L。3.根据权利要求2所述检测铝离子的传感器，其特征在于，所述柠檬酸的用量为10mmol；所述三聚氰胺的用量为0.25mmol；所述Eu(NO3)3·
6H2O的用量为500mg；所述甲醛溶液的用量为560μL。4.权利要求3所述的检测铝离子的传感器在铝离子检测中的应用。5.一种铝离子的检测方法，其特征在于，步骤如下：(1)向权利要求1检测铝离子的传感器溶液中，加入不同量的Al
3+
，将其制备成Al
3+
不同浓度梯度的标准溶液，混合均匀；(2)采用荧光光谱法在380nm的激发下记录Al
3+
不同浓度梯度标准溶液在468nm和620nm处的荧光强度；(3)将步骤(2)得到的实验数据整理作图，以I
468
/I
620
强度比作为纵坐标，Al
3+
浓度作为横坐标，获得Al
3+
浓度与I
468
/I
620
强度比的线性方程；(4)将待测样品溶液与权利要求1检测铝离子的传感器溶液混合；采用荧光光谱法在380nm的激发下，获得待测溶液的468nm和620nm处的荧光强度，计算I
468
/I
620...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟娜，桑雨欣，王娟，程凡升，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。