本发明专利技术提供了一种基于(7,5)‑SWCNT的pH近红外检测方法及其应用，所述方法包括：将pH荧光探针溶液分别与待测样品和pH标准溶液混合反应，反应后在653nm的激发波长下，检测样品在950‑1150nm范围内的近红外荧光光谱；pH荧光探针溶液包括(7,5)‑SWCNT、胆酸钠和十二烷基硫酸钠；以pH值为横坐标，以波长位移为纵坐标，对pH标准溶液的检测数据进行拟合，基于拟合方程计算待测样品的pH；或，以pH值为横坐标，以1036nm处的荧光强度F<subgt;1036</subgt;与1055nm处的荧光强度F<subgt;1055</subgt;的比值F<subgt;1036</subgt;/F<subgt;1055</subgt;作为纵坐标，对pH标准溶液的检测数据进行拟合，基于拟合方程计算待测样品的pH。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物传感器，具体涉及一种基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法及其应用。
技术介绍
1、ph值在生物体中扮演着关键角色，它是反映体液中氢离子浓度的生理参数，对于维持生物体内稳态、调节代谢活动以及保持酶活性等方面起着至关重要的作用。在医学诊断、药物研发和环境监测等多个领域，ph值的准确和快速监测具有重要的应用价值，是生命科学研究不可或缺的工具。
2、目前ph的检测方法主要包括电化学法、核磁共振(nmr)法和表面增强拉曼散射(sers)等方法。然而，它们因对样品要求高、仪器昂贵、操作复杂和灵敏度低等不足，在一定程度上影响它们的应用范围。近年来，基于光学原理的荧光染料或荧光探针检测方法，由于其具有实时监测、操作简便、非破坏性以及高灵敏度等优点，已成为ph检测的重要手段。
3、然而，传统的一维荧光探针，主要通过监测单一参数来研究样品性质，容易受到光照和背景荧光等因素的干扰，其稳定性和可靠性面临挑战。因此，亟需提供一种新型的、高准确性和稳定性的二维ph检测方法，用于满足多种复杂环境下的ph检测需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法及其应用。本专利技术开发了一种新型的二维ph检测方法，该方法同时监测荧光强度和波长位移两个参数，来提高检测的准确性和稳定性。本专利技术的方法提高了测量的准确性和可靠性，具有较高的灵敏度和响应速度，有望满足多种复杂环境下的ph检测需求。</p>2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法，所述方法包括：
4、(a)将ph荧光探针溶液分别与待测样品和ph标准溶液混合反应，反应后在653nm的激发波长下，检测样品在950-1150nm范围内的近红外荧光光谱；所述ph荧光探针溶液包括(7,5)-swcnt、胆酸钠和十二烷基硫酸钠；
5、(b)以ph值为横坐标，以波长位移为纵坐标，对ph标准溶液的检测数据进行拟合，基于拟合方程计算待测样品的ph；
6、或，以ph值为横坐标，以1036nm处的荧光强度f1036与1055nm处的荧光强度f1055的比值f1036/f1055作为纵坐标，对ph标准溶液的检测数据进行拟合，基于拟合方程计算待测样品的ph。
7、本专利技术利用单一手性swcnts表面的表面活性剂层在不同ph条件下的重新排布，导致其亲疏水性变化，从而引起近红外荧光光谱波长的变化。同时，swcnts在不同极性环境下的偶极矩和能级变化，会引起荧光强度的改变，从而实现对溶液环境ph的检测。这种方法结合了荧光技术的实时性和高灵敏度，并利用荧光波长位移和信号强度变化的双重信息，提高了ph测量的准确性和稳定性。
8、优选地，步骤(a)中，所述ph荧光探针溶液中(7,5)-swcnt的浓度为0.1-1.5mg/ml，优选为0.2-0.6mg/ml；其中，0.1-1.5mg/ml例如可以是0.1mg/ml、0.2mg/ml、0.4mg/ml、0.6mg/ml、0.8mg/ml、1.0mg/ml、1.2mg/ml、1.4mg/ml或1.5mg/ml等。
9、优选地，步骤(a)中，所述ph荧光探针溶液中胆酸钠的终浓度为0.4％-1.6％，优选为0.3％-0.6％；其中，0.4％-1.6％例如可以是0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％或1.6％等。
10、优选地，步骤(a)中，所述ph荧光探针溶液中十二烷基硫酸钠的终浓度为0.4％-1.6％，优选为0.3％-0.6％；其中，0.4％-1.6％例如可以是0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％或1.6％等。
11、本专利技术中，添加不同表面活性剂会影响swcnts的uv-vis-nir吸收光谱的峰值波长。本专利技术探讨了(7,5)-swcnt在含有胆酸钠(sc)和十二烷基硫酸钠(sds)两种表面活性剂水溶液中的e11吸光度变化。在不同表面活性剂浓度下，分别对ph值为6.50和8.00的样品进行了uv-vis-nir吸收光谱和近红外荧光光谱的测量。选取在950-1100nm波长范围内的e11的特征峰来分析uv-vis-nir吸收光谱的偏移，并同时考察了950-1150nm波长范围内的近红外荧光光谱。结果表明，选择0.6％ sds和0.4％ sc的表面活性剂浓度进行后续的ph传感检测具有更高的灵敏度。
12、优选地，步骤(a)中，所述混合反应的体系中(7,5)-swcnt的终浓度为0.005-0.075mg/ml，优选为0.01-0.03mg/ml；其中，0.005-0.075mg/ml例如可以是0.005mg/ml、0.01mg/ml、0.02mg/ml、0.03mg/ml、0.04mg/ml、0.05mg/ml、0.06mg/ml、0.07mg/ml或0.075mg/ml等。
13、优选地，步骤(a)中，所述ph标准溶液的ph值在4.00-9.50范围内，4.00-9.50例如可以是4.00、5.00、6.00、7.00、8.00、9.00或9.50等。
14、优选地，步骤(a)中，所述ph标准溶液包括：pb缓冲溶液。
15、本专利技术中，所述pb缓冲溶液采用包括如下步骤的制备方法制备得到：
16、将10mm nah2po4和10mm na2hpo4按1:4的体积比混合，得到ph＝7.40的pb缓冲溶液。采用naoh和hcl调节ph，以获得ph值在4.00-9.50范围内的pb缓冲溶液。
17、本专利技术中，在pb缓冲中探针的荧光信号更加稳定，荧光响应更明显。
18、优选地，步骤(a)中，所述混合反应的时间为20min-48h，例如可以是20min、1h、4h、6h、8h、10h、20h、30h、40h或48h等。
19、本专利技术中，对混合反应的时间进行了考察，不同ph环境下的样品表现出不同的变化模式。在48h以内，所有测试的ph条件下，近红外荧光光谱的波长位移均表现出良好的稳定性。为了确保测量的准确性，选择了20min作为检测的间隔时间。随着时间延长至96h时，ph值为6.50和7.00的pb缓冲溶液中样品的近红外荧光光谱波长位移保持相对稳定，而ph值为8.00时波长位移出现了一定程度的偏移，表明其稳定性降低。因此，确定了(7,5)-swcntph荧光探针的最佳检测间隔时间为20min，并且在48h内，这种ph荧光探针的近红外荧光光谱的波长位移在不同ph条件下均保持相对稳定。
20、优选地，步骤(a)中，所述混合反应的温度为20-24℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃或24℃等。
21、优选地，步骤(b)中，所述波长位移为相对于ph＝7.00的ph标准溶液与ph荧光探针溶液反应后的特征峰波长的波长偏移量。
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【技术保护点】
1.一种基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测方法，其特征在于，步骤(A)中，所述pH荧光探针溶液中(7,5)-SWCNT的浓度为0.1-1.5mg/mL，优选为0.2-0.6mg/mL；
3.根据权利要求1或2所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测方法，其特征在于，步骤(A)中，所述混合反应的体系中(7,5)-SWCNT的终浓度为0.005-0.075mg/mL，优选为0.01-0.03mg/mL；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测方法，其特征在于，步骤(A)中，所述混合反应的时间为20min-48h；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测方法，其特征在于，步骤(B)中，所述波长位移为相对于pH＝7.00的pH标准溶液与pH荧光探针溶液反应后的特征峰波长的波长偏移量；
6.一种基于(7,5)-SWCNT的pH近红外荧光探针传感器，其特征在于，所述传感器包括与检测样品发生反应的荧光探针溶液；
7.根据权利要求6所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外荧光探针传感器，其特征在于，所述荧光探针溶液中(7,5)-SWCNT的终浓度为0.1-1.5mg/mL，优选为0.2-0.6mg/mL；
8.根据权利要求6或7所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外荧光探针传感器，其特征在于，所述传感器的使用方法包括：
9.一种基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括权利要求6-8中任一项所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外荧光探针传感器；
10.权利要求1-5中任一项所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测方法、权利要求6-8中任一项所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外荧光探针传感器或权利要求9所述的基于(7,5)-SWCNT的pH近红外检测试剂盒中任意一种或至少两种的组合在pH检测中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法，其特征在于，步骤(a)中，所述ph荧光探针溶液中(7,5)-swcnt的浓度为0.1-1.5mg/ml，优选为0.2-0.6mg/ml；
3.根据权利要求1或2所述的基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法，其特征在于，步骤(a)中，所述混合反应的体系中(7,5)-swcnt的终浓度为0.005-0.075mg/ml，优选为0.01-0.03mg/ml；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法，其特征在于，步骤(a)中，所述混合反应的时间为20min-48h；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于(7,5)-swcnt的ph近红外检测方法，其特征在于，步骤(b)中，所述波长位移为相对于ph＝7.00的ph标准溶液与ph荧光探针溶液反应后的特征峰波长的波长偏移量；
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，王乐乐，李兰英，曹晓迪，闻艳丽，曹梅霞，陶晴，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院中国上海测试中心，华东国家计量测试中心，上海市计量器具强制检定中心，
类型：发明
国别省市：
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