用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用技术

本发明专利技术提供一种用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试及其应用，以柠檬酸、尿素和L

【技术实现步骤摘要】
用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用


[0001]本专利技术属于发光材料
，尤其涉及一种用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用。

技术介绍

[0002]作为环境中最普遍的重金属之一，汞离子可以通过食物链富集进入人体，危害较大。因此，痕量检测汞离子具有非常重要的意义。传统检测汞离子的方法主要包括原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。然而，这些方法具有样品处理耗时、价格昂贵、需要专业人员操作等不足，难以满足新形势下便携式检测的需求，这严重限制了它们的实际应用。荧光纳米材料因灵敏性高、特异性优良，被广泛应用于重金属离子的痕量测定。其中，碳量子点作为新型的荧光纳米材料，其合成简单、光学性质优异、毒性较低。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中的技术问题，本专利技术提供一种用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用，合成方法简单，利用合成的碳量子点可以实现对汞离子的荧光光谱法和便携式快速检测，灵敏度高，特异性优良。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]本专利技术第一方面提供一种用于检测汞离子的碳量子点，所述碳量子点的激发波长为325nm～425nm，能够发射波长为400～550nm的蓝色荧光。
[0006]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的碳量子点中，能够发射最佳波长为450nm的蓝色荧光。
[0007]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的碳量子点中，所述碳量子点的紫外吸收峰为230nm和340nm。
[0008]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的碳量子点中，当溶液pH值大于4时，碳量子点在450nm处的荧光保持稳定。
[0009]本专利技术第二方面提供一种检测汞离子的碳量子点的合成方法，将柠檬酸、尿素和L
‑
半胱氨酸溶于水中，采用水热法进行反应后即可得到该碳量子点。
[0010]在本专利技术中，柠檬酸作为碳量子点合成的碳源并提高荧光强度，尿素和L
‑
半胱氨酸作为氮源和硫源，并响应汞离子。
[0011]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的合成方法中，柠檬酸、尿素和L
‑
半胱氨酸三种物质的摩尔比为(2.0～10.0):(10.0～40.0):(0.5～1.5)。
[0012]在本专利技术中，将三种物质比例限制在上述范围内，该比例过低或过高可能影响碳量子点的最大荧光强度及波长。
[0013]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的合成方法中，采用水热法的反应温度
为180℃加热3h，反应后经离心、过滤处理。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的合成方法中，过滤所使用的滤膜孔径为0.22μm。
[0015]本专利技术第三方面提供一种汞离子检测试剂盒，所述检测试剂盒包括如上所述的碳量子点。
[0016]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的试剂盒中，所述试剂盒中还包括缓冲液，所述缓冲液为邻苯二甲酸氢钾缓冲液或酒石酸氢钾等酸性缓冲液中的一种，所述缓冲液与碳量子点溶液的体积比为20:1～1:1。
[0017]优选地，所述缓冲液为邻苯二甲酸氢钾缓冲液，所述缓冲液与碳量子点溶液的体积比为9:1。
[0018]本专利技术第四方面提供利用上述碳量子点或检测试剂盒在检测汞离子中的应用。
[0019]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的应用中，检测汞离子的方法包括以下步骤：
[0020]S1、取碳量子点溶液、缓冲液和不同浓度的汞离子标准溶液，混合后室温静置。
[0021]S2、利用分子荧光分光光度计，在激发波长为365nm处测定其在450nm处的荧光强度F，记录不同溶度汞离子的荧光强度F与空白溶液的荧光强度F0之间的比值，得出F/F0与汞离子标准溶液浓度之间的线性关系，得到标准曲线。
[0022]S3、将待测汞离子溶液、碳量子点溶液和缓冲液混合后静置，利用分子荧光分光光度计，在激发波长为365nm处测定其在450nm处的荧光强度F1，利用步骤S2中得到的标准曲线计算得到待测汞离子溶液的溶度。
[0023]在本专利技术中，因激发波长为365nm处的荧光强度(450nm)最大，以该荧光强度F为指标进行检测。
[0024]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的应用中，步骤S1中的碳量子点溶液为合成液稀释50～150倍后的溶液，检测方法对汞离子的检出浓度低至0.39μM。
[0025]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的检测汞离子的方中，汞离子标准溶液的浓度范围为0～300μM。
[0026]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的应用中，便携式检测汞离子的方法包括以下步骤：
[0027](1)将碳量子点溶液和缓冲液于容器内混合均匀，将棉质纤维纸浸入溶液中，充分吸收后取出于室温干燥，并放入荧光酶标板底部。
[0028](2)取不同浓度的汞离子标准液和缓冲液混合均匀，加入到步骤(1)中的荧光酶标板中避光保存0.25
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1.5h，将手提式紫外灯置于与荧光酶标板呈45度角的方向，照射荧光酶标板，并通过智能手机在荧光酶标板正上方拍照，获取彩色荧光照片。
[0029](3)通过ImageJ软件将彩色荧光照片拆分为蓝色、绿色和红色三个通道的照片，根据蓝色通道的变化率B/B0，得出B/B0与汞离子标准溶液浓度之间的线性关系，得到标准曲线。
[0030](4)取待检测汞离子溶液，利用步骤(2)和(3)的方法，得到蓝色通道的变化率B1，利用步骤(3)中得到的标准曲线计算得到待测汞离子溶液的溶度。
[0031]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的应用中，便携式检测汞离子的方法对
汞离子的检出浓度低至0.78μM。
[0032]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的应用中，所述碳量子点溶液的使用溶度为合成溶液原液。
[0033]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的便携式检测汞离子的方法中，汞离子标准溶液的浓度范围为0～400μM。
[0034]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的便携式检测汞离子的方法中，步骤(1)中的滤纸干燥后剪切成直径为1cm的圆形，再经四等分后，放入96孔荧光酶标板的小孔内底部，然后再加入汞离子标准液和缓冲液混合。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0036](1)本专利技术中首次得到一种激发波长为325nm～425nm，能够发射最佳波长为450nm的蓝色荧光的碳量子点。
[0037](2)本专利技术公开的合成方法以柠檬酸、尿素和L
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半胱氨酸为原料，经过水热法即可制备得到，合成方法简单快速，制备得到的碳量子点荧光性能优异。
[0038](3)本专利技术中利用荧光光谱法检测汞离子，检测方法灵敏、快速。利用便携式方法检测汞离子，检测方法方便、简便。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测汞离子的碳量子点，其特征在于，所述碳量子点的激发波长为325nm～425nm，能够发射波长为400～550nm的蓝色荧光。2.如权利要求1所述的用于检测汞离子的碳量子点的合成方法，其特征在于，将柠檬酸、尿素和L
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半胱氨酸溶于水中，采用水热法进行反应后即可得到该碳量子点。3.根据权利要求2所述的用于检测汞离子的碳量子点的合成方法，其特征在于，所述柠檬酸、尿素和L
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半胱氨酸三种物质的摩尔比为(2.0～10.0):(10.0～40.0):(0.5～1.5)；采用水热法的反应温度为150～200℃，反应时间为2～4h，反应后经离心、过滤处理。4.一种汞离子检测试剂盒，其特征在于，所述检测试剂盒包括如权利要求1所述的碳量子点。5.根据权利要求4所述的汞离子检测试剂盒，其特征在于，所述试剂盒中还包括缓冲液，所述缓冲液为邻苯二甲酸氢钾缓冲液或酒石酸氢钾等酸性缓冲液中的一种，所述缓冲液与碳量子点溶液的体积比为20:1～1:1。6.一种如权利要求1所述的碳量子点或权利要求4
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5任一所述的汞离子检测试剂盒在检测溶液中汞离子的应用。7.根据权利要求6所述的在检测溶液中汞离子的应用，其特征在于，检测汞离子的方法包括以下步骤：S1、取碳量子点溶液、缓冲液和不同浓度的汞离子标准溶液，混合后室温静置；S2、利用分子荧光分光光度计，在激发波长为365nm处测定其在450nm处的荧光强度F，记录不同溶度汞离子的荧光强度F与空白溶液的荧光强度F0之间的比值，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，符招弟，张晓娟，肖露萍，杨林，
申请(专利权)人：长沙矿冶院检测技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：