CN104267013A

CN104267013A - 一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾和抗坏血酸的方法

Info

Publication number: CN104267013A
Application number: CN201410530804.2A
Authority: CN
Inventors: 肖琦; 黄珊; 丘杭娜; 王鲁敏; 盛家荣; 苏炜; 朱发伟
Original assignee: Guangxi Teachers College
Current assignee: Guangxi Teachers College
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明公开了一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾和抗坏血酸的方法，其特征在于:利用石墨烯量子点探针作为荧光探针，通过石墨烯量子点探针的荧光强度随重铬酸钾溶液的浓度的增加而减弱和石墨烯量子点探针的荧光强度随抗坏血酸溶液的浓度的增加而增强的特性，进行高灵敏检测，石墨烯量子点探针的荧光强度变化值与重铬酸钾浓度和抗坏血酸溶液的浓度都呈良好的线性关系，相关系数分别为0.994和0.996。本发明方法操作简单、检测快速、灵敏度高且选择性好，可对混合样品中重铬酸钾和抗坏血酸进行在线原位快速灵敏检测。

Description

一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾和抗坏血酸的方法

技术领域

本发明属于化学检测技术领域，具体涉及一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾和抗坏血酸的方法。

背景技术

众所周知，重铬酸钾是一种有毒且有致癌性的强氧化剂，而且在化学工业、火柴工业、搪瓷工业、玻璃工业、印染工业和香料工业中均具有相当广泛的用途。重铬酸钾中正六价的铬元素有很强的毒性，进入人体的铬被积存在人体组织内，代谢和被清除的速度缓慢。因此，重铬酸钾被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质。由于重铬酸钾的不适当应用，导致环境中残留有相当多的重铬酸钾。因此，重铬酸钾的分析检测对于人们的身体健康显得尤为重要。迄今为止，重铬酸钾的检测方法主要有氧化还原滴定法等，但这种方法有前处理过程繁琐和分析时间长等不足。因此，建立简单、快速且灵敏度高的重铬酸钾检测新方法逐渐引起人们的关注并成为研究重点。

抗坏血酸是人体必需的维生素，对维持人体正常生理机能起着至关重要的作用。抗坏血酸是生命体中重要的抗氧化剂、辅酶因子及神经传递素相关酶的组成成分，其在细胞的电子传递过程中起着重要的作用。由于抗坏血酸极易被氧化，易受温度、pH等条件的影响，因此，建立准确测定抗坏血酸的含量，对于饮食健康、医疗保健等具有重要的意义。目前，抗坏血酸的测定方法主要有电化学法、气相色谱法和高效液相色谱法等。这些方法具有前处理繁琐、分析时间较长等不足。因此，建立简单、快速、灵敏的抗坏血酸检测新方法逐渐引起人们的关注并成为研究重点。

近年来，石墨烯量子点作为一种新型荧光探针，引起多个研究领域的广泛关注。与传统的半导体量子点和荧光碳点相比，石墨烯量子点具有十分优越的物理化学性质，如：细胞毒性低、生物相容性好、荧光稳定性强、抗光漂白性能强等。这些优越的光谱性质使石墨烯量子点荧光探针广泛应用于生化分析检测领域，发挥了巨大的应用潜力。但迄今为止，将石墨烯量子点荧光探针用于重铬酸钾和抗坏血酸同时检测的相关报道仍未见。

针对以上问题，我们研究了一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾和抗坏血酸的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行溶液中重铬酸钾和抗坏血酸的高灵敏识别。

发明内容

为了解决背景技术存在的技术问题，本发明一方面提供了一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立线性关系：配置多份标准溶液，其中，各份标准溶液中石墨烯量子点的浓度是相同的，而重铬酸钾的浓度逐渐增加，用石墨烯量子点探针作为荧光探针检测溶液中的重铬酸钾，从荧光光谱图得出石墨烯量子点探针的荧光强度与重铬酸钾的浓度之间的线性关系；

2)检测：在重铬酸钾待测溶液中，加入一定量的石墨烯量子点，使得与上述各份标准溶液中石墨烯量子点的浓度相同，检测该重铬酸钾待测溶液的荧光强度，根据所述线性关系，确定重铬酸钾待测溶液中重铬酸钾的含量。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，所述步骤1)中，各标准溶液中石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL；并且所述的步骤2)中，重铬酸钾待测溶液中，石墨烯量子点的浓度也为0.1mg/mL。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，所述的步骤1)中标准水溶液中重铬酸钾的浓度依次为0、5×10^-6mol/L、5×10^-5mol/L和5×10^-4mol/L。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，所述的步骤1)和步骤2)中，荧光检测的激发波长为345nm；向石墨烯量子点溶液中加入重铬酸钾溶液后，静置。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，石墨烯量子点对重铬酸钾待测溶液的检出限可达到1.5×10^-8mol/L。

另一方面，本发明还提供了一种利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立线性关系：配置多份标准溶液，其中，各份标准溶液中石墨烯量子点的浓度和重铬酸钾的浓度是固定的，而抗坏血酸的浓度逐渐增加，用石墨烯量子点探针作为荧光探针检测溶液中的抗坏血酸，从荧光光谱图得出石墨烯量子点探针的荧光强度与抗坏血酸的浓度之间的线性关系；

2)检测：在抗坏血酸待测溶液中，加入一定量的石墨烯量子点和重铬酸钾溶液，使得与上述各份标准溶液中石墨烯量子点的浓度相同，检测该抗坏血酸待测溶液的荧光强度，根据所述线性关系，确定抗坏血酸待测溶液中抗坏血酸的含量。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，所述步骤1)中，各标准溶液中石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L；并且所述的步骤2)中，抗坏血酸待测溶液中，石墨烯量子点的浓度也为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L；

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的步骤1)中标准水溶液中抗坏血酸的浓度依次为0、5×10^-6mol/L、5×10^-5mol/L和5×10^-4mol/L。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的步骤1)和步骤2)中，荧光检测的激发波长为345nm；向石墨烯量子点溶液中加入抗坏血酸溶液后，静置。

优选的是，所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，石墨烯量子点对抗坏血酸待测溶液的检出限可达到5.2×10^-7mol/L。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的石墨烯量子点探针细胞毒性低、生物相容性好、荧光强度高、荧光稳定性好。

2、采用本发明所需要的石墨烯量子点荧光探针进行重铬酸钾和抗坏血酸的检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中重铬酸钾和抗坏血酸的快速、灵敏检测。

附图说明

图1为不同重铬酸钾浓度与石墨烯量子点探针反应后，激发波长为345nm时所得到的荧光光谱图；

图2为不同抗坏血酸浓度与石墨烯量子点探针和重铬酸钾混合溶液反应后，激发波长为345nm时所得到的荧光光谱图。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，但绝对不是对本发明范围的限制。下面参照实施例进一步详细阐述本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明并不限于这些实施例以及使用的制备方法。而且，本领域技术人员根据本发明的描述可以对本发明进行等同替换、组合、改良或修饰，这些都包括在本发明的范围内。

实施例1

配制四个标准水溶液，其中石墨烯量子点的浓度均为0.1mg/mL，向石墨烯量子点溶液中加入重铬酸钾溶液，使重铬酸钾的最终浓度依次为0、5×10^-6mol/L、5×10^-5mol/L和5×10^-4mol/L，静置1min，在激发波长为345nm下，检测370-650nm的荧光光谱，依次得荧光光谱图a，b，c和d。

从荧光光谱图可得知石墨烯量子点探针的荧光强度随重铬酸钾溶液的浓度增加而减弱，且荧光强度的降低值与重铬酸钾溶液浓度有良好的线性关系，R²＝0.994。

本发明利用石墨烯量子点探针作为荧光探针，进行重铬酸钾的高灵敏检测，石墨烯量子点探针的荧光强度变化值与重铬酸钾的浓度之间呈良好的线性关系，相关系数为0.994，对重铬酸钾的检测限可达到1.5×10^-8mol/L。本发明方法操作简单、检测快速、灵敏度高且选择性好，可对混合样品中重铬酸钾进行在线原位快速灵敏检测。

实施例2

配制四个标准水溶液，其中石墨烯量子点的浓度均为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度均为1×10^-3mol/L，向石墨烯量子点和重铬酸钾混合溶液中加入抗坏血酸溶液，使抗坏血酸的最终浓度依次为0、5×10^-6mol/L、5×10^-5mol/L和5×10^-4mol/L，静置1min，在激发波长为345nm下，检测370-650nm的荧光光谱，依次得荧光光谱图a，b，c和d。

a：石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL时的荧光光谱图；

b：石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L时的荧光光谱图；

c：石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L时，抗坏血酸的最终浓度为5×10^-6mol/L的荧光光谱图；

d：石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L时，抗坏血酸的最终浓度为5×10^-5mol/L的荧光光谱图；

e：石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L时，抗坏血酸的最终浓度为5×10^-4mol/L的荧光光谱图；

从荧光光谱图b、c、d、e可得知石墨烯量子点探针的荧光强度随抗坏血酸溶液的浓度增加而增强，且荧光强度的降低值与抗坏血酸溶液浓度有良好的线性关系，R²＝0.996。

本发明利用石墨烯量子点探针作为荧光探针，进行抗坏血酸的高灵敏检测，石墨烯量子点探针的荧光强度变化值与抗坏血酸的浓度之间呈良好的线性关系，相关系数为0.996，对抗坏血酸的检测限可达到5.2×10^-7mol/L。本发明方法操作简单、检测快速、灵敏度高且选择性好，可对混合样品中抗坏血酸进行在线原位快速灵敏检测。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims

1.一种利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，所述步骤1)中，各标准溶液中石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL；并且所述的步骤2)中，重铬酸钾待测溶液中，石墨烯量子点的浓度也为0.1mg/mL。

3.如权利要求1所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，所述的步骤1)中标准水溶液中重铬酸钾的浓度依次为0、5×10^-6mol/L、5×10^-5mol/L和5×10^-4mol/L。

4.如权利要求1所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，所述的步骤1)和步骤2)中，荧光检测的激发波长为345nm；向石墨烯量子点溶液中加入重铬酸钾溶液后，静置。

5.如权利要求1所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测重铬酸钾的方法，其特征在于，石墨烯量子点对重铬酸钾待测溶液的检出限可达到1.5×10^-8mol/L。

6.一种利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，所述步骤1)中，各标准溶液中石墨烯量子点的浓度为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L；并且所述的步骤2)中，抗坏血酸待测溶液中，石墨烯量子点的浓度也为0.1mg/mL，重铬酸钾的浓度为1×10^-3mol/L。

8.如权利要求6所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的步骤1)中标准水溶液中抗坏血酸的浓度依次为0、5×10^-6mol/L、5×10^-5mol/L和5×10^-4mol/L。

9.如权利要求6所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的步骤1)和步骤2)中，荧光检测的激发波长为345nm；向石墨烯量子点溶液中加入抗坏血酸溶液后，静置。

10.如权利要求6所述的利用石墨烯量子点荧光探针检测抗坏血酸的方法，其特征在于，石墨烯量子点对抗坏血酸待测溶液的检出限可达到5.2×10^-7mol/L。