CN110389116A - 一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子（PPI）的选择性方法研究 - Google Patents

一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子（PPI）的选择性方法研究 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种N‑S/CDs‑Fe3+(在一定量N、S掺杂碳点溶液中加入一定量的Fe3+而得)体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究。包括：(1)以N‑S/CDs为荧光探针，在其中加入Fe3+使N‑S/CDs荧光猝灭，后再加入不同的阴离子溶液，检测碳点溶液的荧光恢复值。(2)N‑S/CDs为荧光探针，在其中加入Fe3+离子溶液，检测碳点溶液的荧光猝灭值，再加入PPI离子溶液，检测混合液的荧光恢复值；通过改变加入PPI离子溶液的浓度，即可检测出N‑S/CDs‑Fe3+体系与PPI离子溶液的浓度之间的关系。本发明的有益效果是以N‑S/CDs作为探针，利用Fe3+猝灭碳点荧光及PPI恢复碳点荧光的特性，进行PPI的高灵敏检测，检测过程操作简单方便、灵敏度高且选择性好，反应条件易控等特点，具有良好的应用前景。

Description

一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法 研究
技术领域
本发明涉及碳点材料应用技术领域，具体是一种N-S/CDs-Fe3+(在一定N、S掺杂碳点溶液中加入一定量的Fe3+而得)体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究。
背景技术
焦磷酸根离子(P2O7 4-，PPI)是重要的生物代谢产物，因为它参与了几个生化反应，例如ATP水解、DNA聚合等代谢过程。研究显示PPI水平与关节炎的病理过程密切相关，CPPD和其他关节炎疾病的临床诊断和治疗表明关节炎患者滑液含有丰富而复杂的成分，例如，粘液蛋白，透明质酸和糖类。在关节发炎期间，患者滑液的组成和细胞成分变化，而确定这些变化需要重要的物质例如PPI能够在临床应用于选择性和敏感性监测上。PPI的定性和定量分析可用于鉴别诊断诸如软骨角化病或焦磷酸钙双水化合物沉积症(CPPD)。现在已经开发的各个PPI分析的技术，包括流感萤光生物传感器，比色法和串联质量光谱法，然而，这些方法较为复杂，而且选择性强，在含有复杂成分的滑液中检测PPI仍然不足。如今，迫切需要开发出简单而切实可行的PPI监测方法以维持高需求和轻便的临床诊断以及可持续的关节炎治疗方案。因此，发展一个轻松、有选择性、敏感的监测关节液中PPI水平的策略在全球范围内非常重要。
纳米材料特有的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，使其在光、电、磁、热、力学以及机械等方面表现出独特的性能，荧光碳纳米粒子主要是依据其荧光光谱的特征变化来对离子进行定性分析，而利用荧光性能和相关离子浓度的关系可以进行其定量分析。这种方法不但方便、快捷，通常还具有较高的灵敏度和选择性，为其在复杂成分的滑液中检测PPI提供了可靠保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究，本发明具有操作方法简单、重复性好，反应条件易控等特点；能有效方便的检测PPI，具有良好的应用前景。
本发明的一个目的是研究了荧光碳点的新应用。
本发明还有一个目的是通过利用Fe3+猝灭碳点荧光及PPI恢复碳点荧光的特性，建立了一种简单、快速且灵敏度高的PPI检测新方法。
为此，本发明通过一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究，包括：
制备N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液；配制N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液和不同阴离子溶液的混合溶液，检测不同阴离子溶液下荧光恢复情况；配置不同浓度PPI溶液和N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液，通过荧光恢复值制备标准曲线。包括以下步骤：
步骤1、N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液；
步骤2、取相同体积的不同阴离子溶液，并向其中分别添加相同体积的N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液及相同体积的缓冲溶液，并分别检测所述溶液的荧光强度，得出PPI对N-S/CDs-Fe3+体系有荧光恢复作用；
步骤3、取不同体积的PPI溶液，并向其中分别添加相同体积的N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液及不同体积的缓冲溶液，得到一系列等体积不同浓度的标准溶液，并分别检测所述标准溶液的荧光强度，得到标准溶液的荧光光谱图；
步骤4、在所述荧光光谱图中，以荧光光谱图中每份标准溶液的荧光强度为纵坐标，以荧光光谱图中每份标准溶液中PPI溶液的浓度为横坐标绘制标准曲线；
所述步骤2中离子分别为CO3 2-、SO4 2-、NO3 -、PO4 3-、PPI其浓度均为0.1mol/L，0.5mol/L的Fe3+金属溶液50μL，N-S/CDs 0.5mL，缓冲溶液2mL。
所述步骤2中所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
所述步骤3中系列等体积不同浓度的标准溶液中N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液与所述标准溶液的体积比为1∶5，N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液的体积为0.5mL。
所述中应在荧光光谱仪内的检测暗室进行荧光检测，以297nm为激发波长，发射波长范围300-600nm，激发和发射狭缝2nm。
有益效果
本发明将以N-S掺杂碳点作为探针，利用Fe3+猝灭碳点荧光及PPI恢复碳点荧光的特性，进行PPI的高灵敏检测，检测过程操作简单方便、灵敏度高且选择性好，反应条件易控等特点；具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的N-S/CDs检测Fe3+和PPI光谱图；
图2为实施案例一中的N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液中添加不同阴离子的荧光光谱；
图3为实施案例一中的N-S/CDs、N-S/CDs-Fe3+体系和N-S/CDs-Fe3++PPI体系的紫外照射图；
图4为实施案例二中N-S/CDs-Fe3+体系荧光强度随PPI浓度变化值的标准曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例一：
N-S/CDs-Fe3+体系对PPI的选择性，本文使用K3PO4、Na2CO3、Na2SO4、KNO3以及PPI研究它们对N-S/CDs-Fe3+体系荧光的影响；取0.5mol/L的Fe3+金属溶液50μL，并向其中分别添加0.5mL的N-S/CDs及2mL的缓冲溶液，配置完成后，静置1h，在荧光光谱仪内的检测暗室进行荧光检测，后各加入一定量的0.1mol/L的PPI、KI、Na2CO3、Na2SO4及KNO3溶液，静置5min，检测其荧光。当N-S/CDs-Fe3+体系中单独加入K3PO4、Na2CO3、Na2SO4、KNO3后，都不能引起N-S/CDs-Fe3+体系荧光的增强，而单独加入PPI时，荧光有所恢复，此结果说明N-S/CDs-Fe3+体系对PPI具有高的选择性。
实施例二
N-S/CDs-Fe3+体系对PPI的灵敏性，在N-S/CDs-Fe3+体系溶液中加入不同浓度的PPI(0-14.2μL)，放置5min后，测量荧光光谱。N-S/CDs-Fe3+体系的荧光恢复依赖PPI的浓度。荧光强度随着PPI浓度的增加(从上到下，PPI的浓度分别是14.2、12.8、11.4、10.0、8.6、7.2、5.8、4.4、3.0、1.6、0μL)而不断增加，发射波长在412nm处的荧光强度逐渐下降，说明N-S/CDs-Fe3+体系对PPI浓度是很敏感的；但是N-S/CDs-Fe3+体系中加不同量的PPI时，N-S/CDs-Fe3+体系的发射峰依旧保持在412nm左右。当PPI的浓度在0-10μM时，N-S/CDs-Fe3+体系的荧光强度与PPI浓度之间几乎呈线性关系。这种方法不但方便、快捷，还具有较高的灵敏度和选择性，为其在复杂成分的滑液中检测PPI提供了可靠保障。
由上述结果可知，采用本发明N-S/CDs-Fe3+体系对PPI有较高的选择性和灵敏性。

Claims (5)

1.一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究包括：
(1)配制N-S/CDs-Fe3+体系和不同阴离子溶液的混合溶液，检测不同阴离子溶液下荧光强度恢复情况。
(2)配置不同浓度PPI溶液和N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液，检测不同PPI离子溶液的浓度对N-S/CDs-Fe3+体系荧光强度恢复的影响。
2.根据权利要求1所述一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究，包括以下步骤：
步骤1、配制N-S/CDs-Fe3+体系的混合溶液；
步骤2、取相同体积的不同阴离子溶液，并向其中分别添加相同体积的N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液及相同体积的缓冲溶液，并分别检测所述溶液的荧光强度，得出PPI对N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液有荧光恢复作用；
步骤3、取不同体积的PPI溶液，并向其中分别添加相同体积的N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液及不同体积的缓冲溶液，得到一系列等体积不同浓度的标准溶液，并分别检测所述标准溶液的荧光强度，得到标准溶液的荧光光谱图；
步骤4、在所述荧光光谱图中，以荧光光谱图中每份标准溶液中PPI溶液的浓度为横坐标，以荧光光谱图中每份标准溶液的荧光强度为纵坐标绘制标准曲线。
3.根据权利要求2步骤2所述一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究，其特征在于：0.5mol/L的Fe3+金属溶液50μL，N-S/CDs 0.5mL，缓冲溶液2mL，配置完成后，静置1h，在荧光光谱仪内的检测暗室进行荧光检测后各加入一定量的0.1mol/L的PPI、KI、Na2CO3、Na2SO4、KNO3溶液。
4.根据权利要求2所述的一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究，其特征在于：所述步骤4中系列等体积不同浓度的标准溶液中N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液与所述标准溶液的体积比为1∶5，N-S/CDs-Fe3+体系混合溶液的体积为0.5mL。
5.根据权利要求2所述的一种N-S/CDs-Fe3+体系对焦磷酸根离子(PPI)的选择性方法研究，其特征在于：应在荧光光谱仪内的检测暗室进行荧光检测，以297nm为激发波长，发射波长范围300-600nm，激发和发射狭缝2nm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111521594A (zh) * 2020-05-13 2020-08-11 重庆工程职业技术学院 一种新型纳米复合物及其制备方法和在污水检测上的应用

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