一种氟掺杂硅量子点的制备方法以及在检测胭脂红方面的应用技术

本发明专利技术属于硅量子点领域，具体涉及一种氟掺杂硅量子点的制备方法以及在检测胭脂红方面的应用。该方法包括以下步骤：3

【技术实现步骤摘要】
一种氟掺杂硅量子点的制备方法以及在检测胭脂红方面的应用


[0001]本专利技术属于硅量子点领域，具体涉及一种氟掺杂硅量子点的制备方法以及在检测胭脂红方面的应用。

技术介绍

[0002]胭脂红是一种常用的合成食品色素，属于强酸性染料。过量的胭脂红已被证明具有严重的致癌和致突变作用，美国、加拿大、丹麦、挪威和许多其他国家禁止在任何食品中使用胭脂红。在许多国家，它被允许作为添加剂，并在某些食品(如饮料、糖果和泡菜)中有严格的使用水平。在中国，食品工业中胭脂红的使用仅限于冷冻饮料、果酱、饮料、糖果、蛋糕、糖浆、蜜饯和罐头。为了确保消费者的健康，建立一种简单、快速、灵敏和准确的方法来有效检测食品中的胭脂红至关重要。
[0003]检测胭脂红的方法有色谱分析法、比色法、电化学方法等等，然而这些方法存在着一定的缺点，比如样品预处理时间较长、所需试剂昂贵、运行时间长、灵敏性不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是一种氟掺杂硅量子点的制备方法，能够实现胭脂红的荧光法检测，具有特异性好、灵敏度高的特点。
[0005]本专利技术的第二个目的提供上述方法所得氟掺杂硅量子点在检测胭脂红方面的应用。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术的氟掺杂硅量子点的制备方法所采用的技术方案是：
[0007]一种氟掺杂硅量子点的制备方法，包括以下步骤：3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和左氧氟沙星在水中于180～220℃进行水热反应，然后将所得反应液进行透析处理，再经干燥，得到氟掺杂硅量子点；每0.1～2mL 3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对应左氧氟沙星的用量为0.1～2g。
[0008]本专利技术的氟掺杂硅量子点的制备方法，所得蓝色荧光发射硅量子点，发光强度大，对胭脂红表现出特异性的荧光淬灭特性，能够实现胭脂红的特异性和灵敏性检测。
[0009]为进一步提高反应效率，优选地，每0.1～0.2mL 3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对应水的用量为10mL。
[0010]为更好的兼顾原料转化率和产品得率，优选地，所述水热反应的时间为6
‑
10h或8
‑
10h；更优选为7
‑
9h；进一步优选为8h。
[0011]为更好地纯化氟掺杂硅量子点，优选地，所述透析处理在水中进行，透析处理的截留分子量为500
‑
2000Da。进一步优选地，所述透析处理的截留分子量为1000Da。
[0012]为进一步优化纯化效果，优选地，所述透析处理的时间为40
‑
60h；更优选为48
‑
60h。
[0013]为更好地保持硅量子点的结构，减少破坏，优选地，所述干燥为冷冻干燥。
[0014]上述氟掺杂硅量子点在检测胭脂红方面的应用。
[0015]将上述氟掺杂硅量子点应用于检测胭脂红，具有检测限低、检测准确可靠等优点。
[0016]为更高效地实现胭脂红的特异性监测，优选地，利用胭脂红对氟掺杂硅量子点的荧光淬灭特性，采用荧光法检测胭脂红的含量。
[0017]为进一步提高检测效果，优选地，检测时的激发波长为375nm。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1制备的氟掺杂硅量子点的光学性质及表征图；
[0019]图2为本专利技术实验例2利用氟掺杂硅量子点快速检测胭脂红的结果图；
[0020]图3为利用本专利技术实施例1制备的氟掺杂硅量子点快速检测胭脂红的离子干扰对比图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术的实施过程进行进一步说明。
[0022]一、氟掺杂硅量子点的制备方法的具体实施例
[0023]实施例1
[0024]本实施例的氟掺杂硅量子点的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)称取0.3g左氧氟沙星加入10ml超纯水中，超声处理至完全溶解后加入0.1ml 3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，充分混合后置于100ml聚四氟乙烯反应釜中200℃反应8h。
[0026](2)将步骤(1)所得反应液冷却至室温，使用透析袋(1000Da)在水中透析48h，最后通过冷冻干燥得到固体产物。
[0027]实施例2
[0028]本实施例的氟掺杂硅量子点的制备方法，与实施例1的区别在于：
[0029]步骤(1)中，左氧氟沙星的用量为0.1g，APTES的用量为1ml。水热反应的温度为180℃，时间为7h。
[0030]实施例3
[0031]本实施例的氟掺杂硅量子点的制备方法，与实施例1的区别在于：
[0032]步骤(1)中，左氧氟沙星的用量为2g，APTES的用量为2ml。水热反应的温度为180℃，时间为9h。
[0033]二、上述氟掺杂硅量子点的应用的具体实施例，详见以下实验例部分。
[0034]三、实验例
[0035]实验例1
[0036]本实验例测试实施例1所得氟掺杂硅量子点在水中的荧光光学性质，结果如图1A和B所示。
[0037]由图1A和B可知，氟掺杂硅量子点的最大激发光波长在375nm，最大发射峰在475nm(蓝色荧光)处。
[0038]氟掺杂硅量子点的表征结果如图1C和D所示，FT
‑
IR和XPS图谱共同证明了Si元素的存在以及F元素成功掺杂到硅量子点中。
[0039]实验例2 荧光硅量子点用于胭脂红的检测
[0040]将100μL不同浓度的胭脂红溶液(浓度分别为0,1,3,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,120,130,140,150,160,170,180,190,200μmol/L)加入到3ml氟掺杂硅量子点溶液(浓度为0.1mg/mL)中，静置3分钟。然后，将激发波长设置于375nm处，测试混合溶液的荧光强度值，结果如图2所示。
[0041]从图2中可以看出，随着胭脂红浓度的增加，硅量子点的荧光强度逐渐降低。同时，图中显示硅量子点荧光强度与胭脂红浓度之间存在着良好的线性关系，计算所得该氟掺杂硅量子点对胭脂红的检测限为0.18μmol/L。推测其相关淬灭机理为内滤效应(IFE)机制。
[0042]实验例3 荧光法检测特异性实验
[0043]参考实验例2的方法，测试氟掺杂硅量子点溶液与其他干扰物溶液的荧光响应行为。干扰物(NaCl)Na
+
,(KCl)K
+
,(CaCl2)Ca
2+
,(MgCl2)Mg
2+
,(Pb(NO3)2)Pb
2+
,(Ba(NO3)2)Ba
2+
,(C4H6O4Zn)Zn
2+
,(NiCl)Ni
+
,(CdH8N2O
10
)Cd
2+
,(AlCl3)Al...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟掺杂硅量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和左氧氟沙星在水中于180～220℃进行水热反应，然后将所得反应液进行透析处理，再经干燥，得到氟掺杂硅量子点；每0.1～2mL 3
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氨丙基三乙氧基硅烷对应左氧氟沙星的用量为0.1～2g。2.如权利要求1所述的氟掺杂硅量子点的制备方法，其特征在于，每0.1～0.2mL 3
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氨丙基三乙氧基硅烷对应水的用量为10mL。3.如权利要求1所述的氟掺杂硅量子点的制备方法，其特征在于，所述水热反应的时间为6
‑
10h或8
‑
10h。4.如权利要求1所述的氟掺杂硅量子点的制备方法，其特征在于，所述透析处理在...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝明辉，董文飞，柳裕禄，宋明轩，安帅，吴再辉，刘莹，贾明正，王东，
申请(专利权)人：郑州中科生物医学工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：