基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器及其应用，是由2，3

【技术实现步骤摘要】
基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器及其应用


[0001]本专利技术属于农残检测及食品安全领域，具体涉及一种基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器及其在氨基甲酸酯农药残留检测中的应用。

技术介绍

[0002]氨基甲酸酯类农药(carbamate pesticides)是目前我国使用最多的农药，且一部分被明确禁止使用在蔬菜、瓜果上。由于该类农药在进入生物体后会与乙酰胆碱酶结合，造成生物体神经传导中的乙酰胆碱无法水解而过度积累，致使神经亢奋，继而出现中毒症状，严重者直接死亡。因此，如何快速定量检测氨基甲酸酯农残具有重要的意义。
[0003]荧光检测法具有反应快、简单、灵敏度高，是检测氨基甲酸酯农残的有力工具。然而，目前大多数用于氨基甲酸酯农药检测的荧光传感器是基于酶抑制作用，其在检测条件、时间、成本等方面具有一定的短板；一些特殊的实际检测环境对检测结果有干扰作用，造成检测结果呈假阳性或假阴性。而且，大多数定量荧光检测方法需要专业的技术人员和昂贵、复杂且沉重的仪器，难于实行现场检测。因此，迫切需要便携、快速、现场、经济有效的检测技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器及其在氨基甲酸酯农药残留检测中的应用。本专利技术荧光纳米传感器用于定量检测氨基甲酸酯农药残留时，具有选择性高、灵敏度高、可视化定量检测等优点。
[0005]本专利技术基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器，是由2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾作为探针溶液，并结合碲化镉量子点构成的复合体系。
[0006]所述复合体系中，2，3
‑
萘二甲醛、亚硫酸钾与碲化镉量子点的摩尔浓度比为3750:21875:1。
[0007]所述荧光纳米传感器是通过包括如下步骤的方法制备获得：
[0008]步骤1：碲化镉量子点溶液制备
[0009]1a、首先，将碲粉(31.9mg，0.25mM)和0.1g NaBH4(快速称量)加入10mL双颈烧瓶中，在氮气气氛下冰浴，然后注入2mL厌氧水；在氮气气氛下搅拌6h后，溶液颜色变为浅红色，形成NaHTe前驱体；
[0010]1b、将CdCl2·
2.5H2O(228.4mg，1mmol)溶解在125mL超纯水中，然后注入210μL MPA(2.5mol)中，并用1.0M NaOH将pH值调节至9，在搅拌并鼓泡氮气30分钟以除去溶解氧的情况下形成镉前驱体；
[0011]1c、向NaHTe前驱体溶液中注入10mL稀硫酸(6.2M)，立即产生气态H2Te，通过流动的氮气将气态H2Te带入镉前驱体溶液中，溶液混合物(最终摩尔比：Cd
2+
/Te2‑
/MPA＝1:0.25:
2.5)从无色变为浅橙色，表明形成了CdTe量子点的成核；然后将混合物在H2Te气体完全起泡的情况下保持搅拌15分钟，CdTe QDs前驱体在100℃下回流反应48小时，得到红色CdTe QDs粗品；CdTe QDs粗品溶液通过超滤纯化以去除过量的硫醇前体、游离镉离子和副产物，由此制得碲化镉量子点。
[0012]步骤2：比率荧光探针溶液的制备
[0013]将100μL的2，3
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萘二甲醛溶液(0.12mM)和100μL的亚硫酸钾溶液(0.70mM，亚硫酸钾水溶液应现配现用)混合并搅拌均匀，随后加入20μL碲化镉量子点溶液(0.16μM)，再加入2mLPBS水溶液(pH为9)，在室温下用磁力搅拌器匀速作用2分钟，即为荧光纳米传感器。
[0014]本专利技术荧光纳米传感器的应用，是用于制备检测氨基甲酸酯农药残留的检测试剂。
[0015]包括如下步骤：
[0016]将比率荧光探针溶液取出，记录原始亮红色荧光强度值(640nm)。向比率荧光探针体系中分别加入不同浓度的氨基甲酸酯农药溶液，搅拌均匀，计算氨基甲酸酯农药最终浓度为0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5μM(在该体系下，2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾与碲化镉量子点的摩尔浓度比为3750:21875:1)，在室温下反应8min，用365nm激发光记录探针溶液在400
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800nm范围内的荧光光谱，通过建立荧光强度与氨基甲酸酯农药浓度之间的关系，实现氨基甲酸酯农药的定量检测，同时借助紫外灯下可呈现一系列不同荧光强度的变化，实现可视化检测。
[0017]所述365nm激发光对传感器荧光的激发应为探针溶液的最佳激发状态。
[0018]进一步地，可以将本专利技术比率荧光探针结合智能手机构建检测平台，用于氨基甲酸酯农药的检测，使检测过程更加便携和经济。
[0019]该智能手机检测平台包括多孔板、暗腔、365nm紫外灯和智能手机(如iPhone 13)。
[0020]对于智能手机检测平台的操作，首先，将复合荧光纳米探针溶液加入到多孔板中，然后加入不同浓度的氨基甲酸酯农药溶液，在黑暗环境下通过智能手机获取荧光图像，并进一步分解为RGB值，通过安装颜色识别应用软件(APP)实现定量检测。
[0021]所述智能手机检测平台的定量检测，是通过颜色分析软件中的G和R的强度的比值得到。
[0022]所述智能手机检测平台的定量检测，颜色读取位点数量为3个，读取结果取平均值。
[0023]本专利技术中比率荧光探针检测氨基甲酸酯农药的原理是基于荧光打开策略，具体地说是由于2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾与氨基甲酸酯之间的相互作用产生了一种异吲哚衍生物，这种异吲哚衍生物具有良好的绿色荧光性质，当用于检测氨基甲酸酯农药时，2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾与氨基甲酸酯之间快速的相互作用导致绿色荧光逐渐打开，通过建立荧光强度与氨基甲酸酯农药浓度的关系可实现对氨基甲酸酯农药的定量检测。
[0024]本专利技术中，不断增加氨基甲酸酯农药浓度，基于类Strecker吲哚合成法导致绿色荧光的打开，在紫外灯下呈现一系列荧光强度的变化，从而可实现对氨基甲酸酯农药的可视化检测。
[0025]相对于现有的检测技术，本专利技术的有益效果体现在：
[0026]1、本专利技术利用2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾与氨基甲酸酯之间发生的类Strecker吲哚
合成法产生的异吲哚物质作为氨基甲酸酯农残的荧光检测信号，基于荧光打开策略，显示出了明显的荧光强度变化，实现了可视化检测。
[0027]2、本专利技术荧光探针溶液在荧光光谱仪上对氨基甲酸酯农残的检测限为18.6nM，低于氨基甲酸酯农药残留允许限。
[0028]3、本专利技术采用商业购买的2，3
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萘二甲醛和亚硫酸钾，省略了复杂的制备过程。
[0029]4、通过引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于类Strecker法合成异吲哚并结合碲化镉量子点的荧光纳米传感器，其特征在于：所述荧光纳米传感器是由2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾作为探针溶液，并结合碲化镉量子点构成的复合体系；所述复合体系中，2，3
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萘二甲醛、亚硫酸钾与碲化镉量子点的摩尔浓度比3750:21875:1。2.根据权利要求1所述的荧光纳米传感器，其特征在于所述荧光纳米传感器是通过包括如下步骤的方法制备获得：步骤1：碲化镉量子点溶液制备1a、首先，将碲粉和NaBH4加入双颈烧瓶中，在氮气气氛下冰浴，然后注入厌氧水；在氮气气氛下搅拌6h后，溶液颜色变为浅红色，形成NaHTe前驱体；1b、将CdCl2·
2.5H2O溶解在超纯水中，然后注入MPA中，并用NaOH溶液将pH值调节至9，在搅拌并鼓泡氮气30分钟以除去溶解氧的情况下形成镉前驱体；1c、向NaHTe前驱体溶液中注入稀硫酸溶液，立即产生气态H2Te，通过流动的氮气将气态H2Te带入镉前驱体溶液中，溶液混合物从无色变为浅橙色，表明形成了CdTe量子点的成核；然后将混合物在H2Te气体完全起泡的情况下保持搅拌15分钟，CdTe QDs前驱体在100℃下回流反应48小时，得到红色CdTe QDs粗品；CdTe QDs粗品溶液通过超滤纯化以去除过量的硫醇前体、游离镉离子和副产物，由此制得碲化镉量子点；步骤2：比率荧光探针溶液的制备将2，3
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萘二甲醛溶液和亚硫酸钾溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋长龙，杨亮，徐诗皓，王振洋，张淑东，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：