【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于钴离子检测的比色-荧光双模式探针及其应用，属于分析检测。
技术介绍
1、钴(co)作为人体必需的微量元素，在铁的代谢和血红蛋白的合成中起着重要作用，但钴的过量摄入则会引发过敏、哮喘、肺水肿、甲状腺损伤和心脏疾病等危害。钴同时也是众多领域的关键元素，具有广泛的工业应用场景。然而，广泛的应用在另一方面也意味着包含钴在内的重金属离子等有害物可能通过工业废水的不当处置等方式进入土壤与水循环中，进而通过食物链被人类摄入并在人体中不断积累。面对潜在的钴中毒风险，国家标准《gb
2、3838-2002地表水环境质量标准》均对饮用水中钴的含量限值进行了明确地规定，需严格低于1.7μmol/l或1.0mg/l。
3、现有技术中对于钴离子的检测，通常使用如高效液相色谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱(icp-oes)、电化学法、分光光度法和荧光光谱法等。与其他方法相比，分光光度法与荧光光谱法因设备要求低且操作简便而备受研究者们的关注。
4、碳量子点(cqds)作为一种粒径小于10nm的碳基纳米材料，因其成本低廉、可调的光学性能、良好的生物相容性、高稳定性和水溶性等特征，与分光光度法和荧光光谱法具有良好的适配度，并被广泛应用与食品安全分析领域；但受限于设备条件以及特征各异的应用环境，单一模式的比色或荧光传感器应用面较窄，且单一的信号输出也更易受到环境影响产生误差；选择合适的纳米材料构建比色-荧光双模式探针可在功能性上兼具分光光度法和荧光光谱法的优势，满足更多应用场景的使用要求，采用
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于co2+检测的比色-荧光双模式探针，该探针以对苯二胺衍生的显色剂probec作为co2+的识别单元及比色信号源，氮硼共掺杂碳量子点gcqds作为荧光信号源，probec/gcqds比色-荧光双模式探针中的probec因co2+产生显色时，gcqds的荧光将同步地因内滤效应被co2+间接猝灭，基于双信号的变化实现co2+的双模式定量检测；在自来水与红茶饮料中表现出良好的co2+识别能力，具有广泛的应用前景。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种用于co2+检测的probec/gcqds比色-荧光双模式探针，所述比色-荧光双模式探针包括由4-羟基苯硼酸与对苯二胺水热反应形成的显色剂probec溶液与碳量子点溶液gcqds组成。
3、在一种实施方式中，所述显色剂probec溶液的制备具体包括：将4-羟基苯硼酸与对苯二胺溶解于乙醇中，然后转移至高压反应釜中进行水热反应得probec粗产物，probec粗产物经0.22μm微孔滤膜过滤，得显色剂溶液probec。
4、在一种实施方式中，所述碳量子点溶液gcqds的制备包括：将4-羟基苯硼酸与乙二胺溶解于乙醇中，然后转移至高压反应釜中进行水热反应得gcqds粗产物，gcqds粗产物经硅胶柱层析纯化，得碳量子点溶液gcqds。
5、在一种实施方式中，所述gcqds粗产物经硅胶柱层析纯化，所使用的洗脱液为甲醇/乙酸乙酯混合液，甲醇与乙酸乙酯的混合体积比为1：1。
6、在一种实施方式中，所述4-羟基苯硼酸与乙二胺的质量比为1：1～2。
7、在一种实施方式中，所述4-羟基苯硼酸与对苯二胺的质量比为1：1～2。
8、在一种实施方式中，所述水热反应的温度为180～200℃，时间为8～12h。
9、本专利技术的第二个目的是提供一种由上述所述的probec/gcqds比色-荧光双模式探针在co2+检测领域中的应用。
10、本专利技术的第三个目的是提供一种基于上述所述的probec/gcqds比色-荧光双模式探针检测co2+的方法，所述方法包括如下步骤：
11、(1)定量关系模型建立
12、取显色剂probec溶液与缓冲溶液及一系列co2+标准溶液混合并振荡均匀，置于室温下孵育，再加入碳量子点溶液gcqds振荡均匀得到检测体系；测定各检测体系的紫外-可见吸收光谱及在411nm激发下的荧光光谱；分别以535±5nm处吸收值增强程度(a-a0)/a0和515±5nm处荧光强度猝灭率(f0-f)/f0为纵坐标，co2+浓度为横坐标，建立比色模式及荧光模式的定量关系模型；
13、(2)待测样中钴离子含量测定
14、取显色剂probec溶液与缓冲溶液及待测样混合并振荡均匀，置于室温下孵育，再加入碳量子点溶液gcqds振荡均匀，得到检测体系；测定检测体系的紫外-可见吸收光谱及在411nm激发下的荧光光谱；根据535±5nm处吸收值以及515±5nm处荧光强度，并依据步骤(2)构建的定量关系模型，计算待测样中co2+的含量。
15、在一种实施方式中，步骤(1)所述碳量子点溶液gcqds在紫外-可见吸收光谱411nm处吸收值为0.50时对应的浓度被定为1个单位；所述显色剂溶液probec在紫外-可见吸收光谱411nm处吸收值为1.60时对应的浓度被定为1个单位。
16、在一种实施方式中，所述检测体系中碳量子点溶液gcqds的浓度为0.1单位，显色剂溶液probec的浓度为0.1单位；probec/gcqds比色-荧光双模式探针与检测体系的体积比为9：1。
17、在一种实施方式中，所述缓冲溶液为tris-盐酸缓冲溶液，ph值为8.0～9.0。
18、在一种实施方式中，所述缓冲溶液的ph值为8.5～8.9，浓度为0.01～0.10mol/l，体积占probec/gcqds比色-荧光双模式探针形成的检测体系总体积的50-90％。
19、在一种实施方式中，所述孵育的时间为60～180min；优选为120～150min。
20、本专利技术的第四个目的是提供一种由上述所述的基于probec/gcqds比色-荧光双模式探针检测co2+的方法在食品生产、水环境管理监测中的应用。
21、本专利技术的有益效果：
22、(1)本专利技术以4-羟基苯硼酸与对苯二胺为前驱体通过水热法制备了一种显色试剂(probec)，同时以4-羟基苯硼酸与乙二胺作为前驱体通过水热法制备了一种氮、硼共掺杂的绿色荧光碳量子点(gcqds)；由二者构建的probec/gcqds比色-荧光双模式探针体系中，probec作为比色信号源以及co2+识别单元，对co2+具有良好的选择性及抗干扰能力，且作为荧光信号源引入的gcqds也将受probec与co2+间相互作用的影响而被同步猝灭，最终呈现出比色与荧光的双信号变化；
23、(2)本专利技术提供的探针体系能实现co2+的可视化检测，具有较高的检测精度和灵敏度，紫外吸收光谱模式与荧光模式的检测限分别达到1.51×10-7mol/l与3.75×10-7mol/l，简便易操作，具有广泛的应用前景。
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1.一种用于Co2+检测的probeC/gCQDs比色-荧光双模式探针，其特征在于，所述比色-荧光双模式探针包括由4-羟基苯硼酸与对苯二胺水热反应形成的显色剂probeC溶液与碳量子点溶液gCQDs组成。
2.根据权利要求1所述的probeC/gCQDs比色-荧光双模式探针，其特征在于，所述显色剂probeC溶液的制备具体包括：将4-羟基苯硼酸与对苯二胺溶解于乙醇中，然后转移至高压反应釜中进行水热反应得probeC粗产物，probeC粗产物经0.22μm微孔滤膜过滤，得显色剂溶液probeC。
3.根据权利要求1所述的probeC/gCQDs比色-荧光双模式探针，其特征在于，所述碳量子点溶液gCQDs的制备包括：将4-羟基苯硼酸与乙二胺溶解于乙醇中，然后转移至高压反应釜中进行水热反应得gCQDs粗产物，gCQDs粗产物经硅胶柱层析纯化，得碳量子点溶液gCQDs。
4.由权利要求1～3任一所述的probeC/gCQDs比色-荧光双模式探针在Co2+检测领域中的应用。
5.一种基于权利要求1～3任一所述的probeC/gCQDs比色-荧
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述碳量子点溶液gCQDs在紫外-可见吸收光谱411nm处吸收值为0.50时对应的浓度被定为1个单位；所述显色剂溶液probeC在紫外-可见吸收光谱411nm处吸收值为1.60时对应的浓度被定为1个单位。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述孵育的时间为60～180min。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述缓冲溶液的pH值为8.0～9.0。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测体系中碳量子点溶液gCQDs的浓度为0.1单位，显色剂溶液probeC的浓度为0.1单位；probeC/gCQDs比色-荧光双模式探针与检测体系的体积比为9：1。
10.由权利要求5～9任一所述的基于probeC/gCQDs比色-荧光双模式探针检测Co2+的方法在食品生产、水环境管理监测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于co2+检测的probec/gcqds比色-荧光双模式探针，其特征在于，所述比色-荧光双模式探针包括由4-羟基苯硼酸与对苯二胺水热反应形成的显色剂probec溶液与碳量子点溶液gcqds组成。
2.根据权利要求1所述的probec/gcqds比色-荧光双模式探针，其特征在于，所述显色剂probec溶液的制备具体包括：将4-羟基苯硼酸与对苯二胺溶解于乙醇中，然后转移至高压反应釜中进行水热反应得probec粗产物，probec粗产物经0.22μm微孔滤膜过滤，得显色剂溶液probec。
3.根据权利要求1所述的probec/gcqds比色-荧光双模式探针，其特征在于，所述碳量子点溶液gcqds的制备包括：将4-羟基苯硼酸与乙二胺溶解于乙醇中，然后转移至高压反应釜中进行水热反应得gcqds粗产物，gcqds粗产物经硅胶柱层析纯化，得碳量子点溶液gcqds。
4.由权利要求1～3任一所述的probec/gcqds比色-荧光双模式探针在co2+检测领域中的应用。
5.一种基于权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国庆，胡安琪，朱纯，马超群，杨太群，李磊，吴亚敏，高辉，辜姣，吴慧，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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