CN110672574A - 一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110672574A
CN110672574A CN201911075251.5A CN201911075251A CN110672574A CN 110672574 A CN110672574 A CN 110672574A CN 201911075251 A CN201911075251 A CN 201911075251A CN 110672574 A CN110672574 A CN 110672574A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
sensor
fluorescence
fluorescence sensor
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911075251.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110672574B (zh
Inventor
吴一微
何开礼
柳恋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Normal University
Original Assignee
Hubei Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Normal University filed Critical Hubei Normal University
Priority to CN201911075251.5A priority Critical patent/CN110672574B/zh
Publication of CN110672574A publication Critical patent/CN110672574A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110672574B publication Critical patent/CN110672574B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • C09K11/881—Chalcogenides
    • C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6432—Quenching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用，通过将橙黄色CdTe QDs与蓝色GCNNs进行物理混合后得到粉黄色的GCNNs/CdTe QDs作为双发射比率荧光纳米传感器，该比率荧光纳米传感器对Cu2+具有很高的选择性和灵敏度；在Cu2+的作用下，传感器在340nm激发时，橙黄色CdTe QDs荧光作为检测信号随着Cu2+浓度的改变呈线性猝灭关系，而蓝色GCNNs的荧光强度保持不变，成功地建立荧光信号I436/I572与Cu2+浓度的线性关系；在紫外灯下根据颜色变化可得到Cu2+含量范围；本发明具有价格低廉、简单直观、检测范围广、检测时间短等特点，具有广泛的实用价值。

Description

一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及荧光传感技术领域，具体是一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用。
背景技术
铜(II)是一种微量营养素，是人体最重要的过渡金属之一，在骨形成和细胞呼吸功能、血红蛋白、弹力蛋白和胶原蛋白合成以及清除体内多余的自由基和胆固醇等方面发挥重要作用。缺铜会导致许多疾病，如贫血、中性粒细胞减少症和骨骼异常。然而，过量的铜摄入会导致严重的铜中毒，如引起嗜睡和高血压，诱发阿尔茨海默病和帕金森病。国家研究委员会建议成人、儿童和婴儿每天分别摄入1.5-3.0、1.5-2.5和0.4～0.6mg。因此，开发出一种检测各种食品样品中的Cu2+含量的方法是非常重要的。
目前，检测Cu2+含量的方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、原子发射光谱法(AES)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等。但是，由于Cu2+含量很低而且实际样品的基体很复杂，这些技术通常需要联用预分离的技术，如：采用液-液萃取、固相萃取(SPE)等技术来提高检测的选择性和灵敏度，但是上述技术既耗时又容易被污染，因而对Cu2+灵敏的检测仍然具有挑战性。
而基于不同荧光探针的荧光检测方法以其简单、廉价、高灵敏度、选择性好和响应快等优点受到越来越多的关注。在荧光方法中，选择合适的荧光探针是一个关键因素，量子点由于其具有良好的水溶性，高荧光量子产率，窄而对称的发射光谱和激发光谱，较大的斯托克斯位移以及良好的耐光性等特点被证实是特别有效的。但是，量子点作为单发射传感器检测会有误差，而双发射的比率荧光传感技术的自校正功能克服环境和实验介质的干扰，极大地提高了测量精密度和准确度，引起了分析科学家的关注。更有趣的是，在分析物存在的情况下，比率荧光传感器在一定的波长光激发下，作为检测信号传感器随着分析物的浓度改变呈线性猝灭关系，而另一个作为内标参考信号的传感器的荧光强度没有任何变化。因此，比率荧光传感器(参考探针保持不变和另一个变化)在紫外灯下的颜色变化可以来实现对分析物的可视化检测。因此，研发一种比率荧光传感器及其制备方法，并将其应用于检测Cu2+具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是针对目前检测Cu2+的方法需要采用预分离技术，而该技术存在既耗时又容易被污染等问题，提供一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用，本发明提供的比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs，可以方便简洁地测定茶、果汁和红酒样品中的Cu2+的浓度，该方法具有价廉、简单、灵敏度高、选择性好、线性范围宽、检测时间短等优点，具有良好的应用前景。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)锑化镉量子点(CdTe QDs)溶液的合成
称取Cd(CH3COO)2·2H2O溶于双重蒸馏水中，所述Cd(CH3COO)2·2H2O与双重蒸馏水的质量体积比为1-1.5:1，再向其中加入巯基乙酸，所述巯基乙酸与双重蒸馏水的体积比为9：25000，再逐滴加入浓度为1.0mol/L的NaOH调节溶液pH＝10.5，搅拌5min后得到甲液；再称取K2TeO3溶解于双重蒸馏水中，所述K2TeO3与双重蒸馏水的质量体积比为1-2:5，得到乙液；将甲液与乙液混合，再向混合溶液中加入NaBH4，所述K2TeO3与NaBH4的质量之比为1-2:8，继续磁搅拌5min，将混合溶液加热至95-105℃，在磁搅拌器的作用下回流7-9h，得到橙黄色锑化镉量子点(CdTe QDs)溶液，自然冷却至室温后，置于4℃保存备用；
(2)石墨氮化碳(GCNNs)的合成
按照物质的量之比为1.46:10称取二水柠檬酸钠和三聚氰胺，将二者溶于双重蒸馏水中，所述双重蒸馏水的体积为二水柠檬酸钠和三聚氰胺的总质量的65-70倍，超声处理5min后，将溶液转入高压釜中，在200加℃热3-5h，冷却后，在12000rpm离心30min，得到的上层清液即为石墨氮化碳；
(3)比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs溶液的制备
取20μL石墨氮化碳溶液和60μL锑化镉量子点溶液，向其中加入625μL的缓冲溶液即得比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs溶液，所述缓冲溶液是由浓度为0.04mol/L磷酸、0.04mol/L硼酸和0.04mol/L醋酸按照等体积混合，再用浓度为0.2mol/L的NaOH调节至pH＝7.0而得。
本发明提供的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器是使用上述方法制备而成。
本发明还提供了一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+定量检测的应用，包括以下步骤：
(1)比率荧光传感器对标准溶液中Cu2+含量的检测
分别取0、3.0、4.0、5.0、10、20、30、40、50、60、70、80、90和100μL的浓度为1μg/mLCu2+标准溶液置于14个容量瓶中，向每个容量瓶中加入705μL的CdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，超声5min后，分别得到浓度梯度为空白、0.6ng/mL、0.8ng/mL、1.0ng/mL、2.0ng/mL、4.0ng/mL、6.0ng/mL、8.0ng/mL、10.0ng/mL、12.0ng/mL、14.0ng/mL、16.0ng/mL、18.0ng/mL和20.0ng/mL的Cu2+标准溶液，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测所有标准样品的荧光光谱，并建立Cu2+的浓度与荧光光谱的标准工作直线；
(2)比率荧光传感器对样品溶液中Cu2+含量的检测
将样品溶液置于10000rpm的离心机中离心15min，将上层清液再用直径为0.45μm微孔膜过滤，滤液待用；取适量的滤液，并加入NH4OH掩蔽剂掩蔽Hg2+，向其中加入705μL的CdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测样品溶液的荧光光谱，根据步骤(1)中得到的Cu2+标准工作直线，计算样品溶液中Cu2+的含量。
优选地，本发明中所述样品溶液为茶或果汁或红酒。
本发明还提供了一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+半定量检测的应用，包括以下步骤：
(1)醋酸纤维纸基比率荧光传感器的制备
用移液枪准确移取0.6mL CdTe QDs溶液和0.2mL石墨氮化碳溶液，再向其中加入625μL的缓冲溶液，所述缓冲溶液是由浓度为0.04mol/L磷酸、0.04mol/L硼酸和0.04mol/L醋酸按照等体积混合，再用双重蒸馏水定容至5.0mL；再将醋酸纤维薄膜纸裁剪成面积为0.8-1.2cm2的三角形，将5-10片三角形醋酸纤维薄膜浸没至溶液中，最后将溶液超声15min，得到醋酸纤维纸基比率荧光传感器；
(2)Cu2+标准溶液醋酸纤维纸基比率荧光传感器的制备
将上述制备好的醋酸纤维纸基比率荧光传感器用镊子取出平铺于洗净的黑色面板上，用毛细滴管分别在5个醋酸纤维纸基比率荧光传感器上均匀地滴加Cu2+的浓度梯度为0、0.01μg/mL、0.1μg/mL、1.0μg/mL和5.0μg/mL的Cu2+标准溶液各3滴，反应2min后，用滤纸将醋酸纤维纸基比率荧光传感器表面的多余标准溶液吸掉，再将黑色面板置于紫外灯下观察并记录；结果表明，随着Cu2+浓度的增加，紫外灯下醋酸纤维素膜的荧光颜色逐渐由粉黄色变为蓝色；根据上述颜色的变化，可用于半定量测定样品溶液中Cu2+，可以用于现场快速的视觉测定Cu2+；
(3)醋酸纤维纸基比率荧光传感器可视化检测样品中的Cu2+
将样品溶液进行离心分离后，将上层清液再用直径为0.45μm微孔膜过滤，滤液待用；取适量的滤液，向滤液中加入0.4mL浓度为1.1mmol/L的NH4OH掩蔽Hg2+，且将掩蔽后的滤液依次稀释2倍及5倍后备用；将步骤(1)中制备好的醋酸纤维纸基比率荧光传感器用镊子取出平铺于黑色面板上，再将稀释后的每个样品溶液均匀地滴在醋酸纤维纸基比率荧光传感器上，反应2min后，再将黑色面板置于紫外灯下观察颜色，再根据步骤(2)中不同浓度Cu2+的颜色，确定样品溶液中Cu2+的浓度范围。
优选地，本发明中所述样品溶液为茶或果汁或红酒。
本发明的工作原理是：本发明通过将橙黄色CdTe QDs(λem＝572nm)与蓝色的GCNNs(λem＝436nm)进行物理混合后得到粉黄色的GCNNs/CdTe QDs作为双发射比率荧光传感器，该比率荧光传感器对Cu2+具有很高的选择性和灵敏度。在Cu2+的作用下，比率荧光传感器在340nm光激发时，橙黄色CdTe QDs(λem＝572nm)荧光作为检测信号随着Cu2+浓度的改变呈线性猝灭关系，而蓝色的GCNNs(λem＝436nm)的荧光强度没有任何变化，从而成功地建立利用比率荧光信号I436/I572与Cu2+浓度的线性关系，从而选择而灵敏地检测出样品中Cu2+的含量。与此同时在紫外灯下可观察到粉黄色到蓝色的颜色变化，根据这种原理制作成醋酸纤维纸基比率荧光传感器，基于传感器在紫外灯照射下颜色的梯度变化能直观的观察到Cu2+的含量范围，且这种醋酸纤维纸基比率荧光传感器的半定量浓度范围较宽，Cu2+的浓度范围为0.01～5.0μg/mL，由于纸基传感器具有价廉、简单、直观、检测范围广的特点，因此具有极大的推广应用价值。
本发明的优点是：
(1)本发明通过设计了一个粉黄色GCNNs/CdTe QDs比率荧光传感器作为双信号比率荧光传感器进行定量和半定量检测Cu2+，其中橙黄色的CdTe QDs(λem＝572nm)作为检测信号，蓝色GCNNs(λem＝436nm)作为内标信号。本发明的双信号比率荧光传感器与单发射荧光传感器相比，比率荧光传感器通过自校正功能，克服了环境和实验介质的干扰，极大地提高了测量精密度和准确度。
(2)根据本发明的醋酸纤维纸基比率荧光传感器在紫外灯下的颜色梯度变化，可以直观地观察到Cu2+的含量范围，可以现场快速地检测液体样品中重金属离子，无需任何复杂的样品前处理技术，也不需要大型仪器设备，只需要一个紫外灯就可以实现半定量。本发明的比率荧光传感器具有价格低廉、简单直观、检测范围广、检测时间短等特点，具有广泛的实用价值。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)水溶性锑化镉量子点(CdTe QDs)溶液的合成
称取53.3mg Cd(CH3COO)2·2H2O溶于50.0mL双重蒸馏水中，再向其中加入18.0μL巯基乙酸，逐滴加入浓度为1.0mol/L NaOH溶液调节溶液的pH＝10.5，将溶液继续搅拌5min，得到甲液；再称取10.2mg K2TeO3溶解于50.0mL的双重蒸馏水中，得到乙液；将甲液与乙液混合，再向混合溶液中加入80mg NaBH4，继续搅拌5min后将混合溶液升温至100，℃回流8h即得。
(2)石墨氮化碳(GCNNs)的合成
准确称取0.075g二水柠檬酸钠和0.22g三聚氰胺，将二者溶于20.0mL的双重蒸馏水中，超声处理5min后，将溶液转入50.0mL的特氟龙内衬的不锈钢高压釜中，在200℃加热4h，冷却后，在12000rpm离心30min，得到的上层清液即为石墨氮化碳。
(3)比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs溶液的制备
取20μL石墨氮化碳溶液和60μL锑化镉量子点溶液，向其中加入625μL的缓冲溶液即得比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs溶液，所述缓冲溶液是由浓度为0.04mol/L磷酸、0.04mol/L硼酸和0.04mol/L醋酸按照等体积混合，再用浓度为0.2mol/L的NaOH调节至pH＝7.0而得。
本实施例的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器，所述比率荧光传感器是通过上述方法制备而成。
实施例2
本实施例的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+定量检测的应用，包括以下步骤：
(1)比率荧光传感器对标准溶液中Cu2+含量的检测
分别取0、3.0、4.0、5.0、10、20、30、40、50、60、70、80、90和100μL的浓度为1μg/mLCu2+标准溶液置于14个容量瓶中，向每个容量瓶中加入705μL的CdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，超声5min后，分别得到浓度梯度为空白、0.6ng/mL、0.8ng/mL、1.0ng/mL、2.0ng/mL、4.0ng/mL、6.0ng/mL、8.0ng/mL、10.0ng/mL、12.0ng/mL、14.0ng/mL、16.0ng/mL、18.0ng/mL和20.0ng/mL的Cu2+标准溶液，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测所有标准样品的荧光光谱，并建立Cu2+的浓度与荧光光谱的标准工作直线，实验结果见下表1。
表1Cu2+标准溶液工作曲线
检测物 线性范围(ng/mL) 线性相关系数 检测限(ng/mL)
Cu<sup>2+</sup> 0.6-20.0 0.99105 0.47
(2)比率荧光传感器对样品溶液中Cu2+含量的检测
将沸水泡过的菊花茶水，冷却至室温后，将茶水置于10000rpm的离心机中离心15min，将上层清液再用直径为0.45μm微孔膜过滤，滤液待用；取100μL滤液，向滤液中加入5μL浓度为1.1mmol/L的NH4OH掩蔽Hg2+，再向其中加入705μL的CdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测样品溶液的荧光光谱，根据步骤(1)中得到的Cu2+标准工作直线，计算样品溶液中Cu2+的含量。
经检测，本实施例的茶水中Cu2+的含量为2.33ng/mL。
本实施例的比率荧光传感器也可以用于检测橙汁和红酒中Cu2+的含量，橙汁和红酒样品处理方法与茶水相同，取100μL的滤液，向滤液中加入5μL浓度为1.1mmol/L的NH4OH掩蔽Hg2+，再向其中加入725μLCdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测样品溶液的荧光光谱，根据步骤(1)中得到的Cu2+标准工作直线，经检测本实施例的橙汁样品中Cu2+的含量为1.40ng/mL，红酒样品中Cu2+的含量为3.46ng/mL。
实施例3
为了进一步验证本发明的比率荧光传感器对Cu2+的含量检测结果的准确度，将实施例2中的茶水样品、橙汁样品和红酒样品均进行了加标回收试验，试验结果见下表2。
表2加标回收实验结果
Figure BDA0002262231330000081
表2的结果表明，Cu2+的回收率为100.8-107.6％，试验结果具有较好的准确度。基于上述结果，说明CdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器可以很好地应用于检测Cu2+的含量。
实施例4
本实施例的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+半定量检测的应用，包括以下步骤：
(1)醋酸纤维纸基比率荧光传感器的制备
用移液枪准确移取0.6mL CdTe QDs溶液和0.2mL石墨氮化碳溶液，再向其中加入625μL的缓冲溶液，所述缓冲溶液是由浓度为0.04mol/L磷酸、0.04mol/L硼酸和0.04mol/L醋酸按照等体积混合，再用双重蒸馏水定容至5.0mL；再将醋酸纤维薄膜纸裁剪成面积为0.8-1.2cm2的三角形，将5-10片三角形醋酸纤维薄膜浸没至溶液中，最后将溶液超声15min，得到醋酸纤维纸基比率荧光传感器；
(2)Cu2+标准溶液醋酸纤维纸基比率荧光传感器的制备
将上述制备好的醋酸纤维纸基比率荧光传感器用镊子取出平铺于洗净的黑色面板上，用毛细滴管分别在5个醋酸纤维纸基比率荧光传感器上均匀地滴加Cu2+的浓度梯度为0、0.01μg/mL、0.1μg/mL、1.0μg/mL和5.0μg/mL的Cu2+标准溶液各3滴，反应2min后，用滤纸将醋酸纤维纸基比率荧光传感器表面的多余标准溶液吸掉，再将黑色面板置于紫外灯下观察并记录。
结果表明，随着Cu2+浓度的增加，紫外灯下醋酸纤维素膜的荧光颜色逐渐由粉黄色变为蓝色，Cu2+的浓度与醋酸纤维薄膜的颜色变化的关系表见下表3；根据上表3颜色的变化及对应颜色的RGB，可用于现场快速的视觉测定Cu2+的含量范围。
(3)醋酸纤维纸基比率荧光传感器可视化检测样品中的Cu2+
取红酒样品16mL，将红酒样品置于10000rpm的离心机中离心15min，将上层清液再用直径为0.45μm微孔膜过滤，滤液待用；取滤液8mL，向滤液中加入0.4mL浓度为1.1mmol/L的NH4OH掩蔽Hg2+，且将掩蔽后的滤液依次稀释2倍及5倍后备用；将步骤(1)中制备好的醋酸纤维纸基比率荧光传感器用镊子取出平铺于洗净的黑色面板上，再用毛细管依次将未稀释、稀释2倍及5倍的样品溶液均匀地滴在醋酸纤维纸基比率荧光传感器上，反应2min后，再将黑色面板置于紫外灯下观察颜色，再根据步骤(2)中不同浓度Cu2+的颜色，确定样品溶液中Cu2+的浓度范围。
本实施例的红酒样品经检测，其中Cu2+的浓度参见下表3。
表3
Figure BDA0002262231330000101
由表3可以看出，在紫外灯下空白溶液即醋酸纤维纸基传感器的颜色为粉黄色，其在RGB色卡中的颜色代码为(230 159 96)，当均匀地滴加0.01μg/mL的Cu2+标准溶液后，其颜色由粉黄色变为浅肉色，RGB代码为(238 149 114)；在与0.1μg/mL的Cu2+标准溶液作用后，颜色为浅紫红色，RGB代码为(255 130 171)；与1.0μg/mL的Cu2+标准溶液作用后，颜色为蓝紫色，RGB代码为(138 43 226)；与5.0μg/mL的Cu2+标准溶液作用后，颜色为蓝色，RGB代码为(0 0 255)。将醋酸纤维纸基传感器分别与稀释不同倍数的红酒样品作用后，稀释倍数分别为5、2和0倍，醋酸纤维纸基传感器的颜色逐渐由浅肉色，浅紫红色变化至蓝紫色。由表3可以看出，红酒样品中的Cu2+的浓度在0.1-1.0μg/mL之间，因而实现了对红酒样品中Cu2+的半定量检测。

Claims (6)

1.一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）锑化镉量子点溶液的合成
称取Cd(CH3COO)2·2H2O溶于双重蒸馏水中，所述Cd(CH3COO)2·2H2O与双重蒸馏水的质量体积比为1-1.5:1，再向其中加入巯基乙酸，所述巯基乙酸与双重蒸馏水的体积比为9：25000，再逐滴加入浓度为1.0mol/L的NaOH调节溶液pH=10.5，搅拌5min后得到甲液；再称取K2TeO3溶解于双重蒸馏水中，所述K2TeO3与双重蒸馏水的质量体积比为1-2:5，得到乙液；将甲液与乙液混合，再向混合溶液中加入NaBH4，所述K2TeO3与NaBH4的质量之比为1-2:8，继续磁搅拌5min，将混合溶液加热至95-105℃，在磁搅拌器的作用下回流7-9h，得到橙黄色锑化镉量子点溶液，自然冷却至室温后，置于4℃保存备用；
（2）石墨氮化碳的合成
按照物质的量之比为1.46:10称取二水柠檬酸钠和三聚氰胺，将二者溶于双重蒸馏水中，所述双重蒸馏水的体积为二水柠檬酸钠和三聚氰胺的总质量的65-70倍，超声处理5min后，将溶液转入高压釜中，在200℃加热3-5h，冷却后，在12000rpm离心30min，得到的上层清液即为石墨氮化碳；
（3）比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs溶液的制备
取20μL石墨氮化碳溶液和60μL锑化镉量子点溶液，向其中加入625μL的缓冲溶液即得比率荧光传感器CdTe QDs/GCNNs溶液，所述缓冲溶液是由浓度为0.04mol/L磷酸、0.04mol/L硼酸和0.04mol/L醋酸按照等体积混合，再用浓度为0.2mol/L的NaOH调节至pH=7.0而得。
2.一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器，其特征在于：所述比率荧光传感器是使用权利要求1的方法制备而成。
3.如权利要求2所述的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+定量检测的应用，其特征在于包括以下步骤：
（1）比率荧光传感器对标准溶液中Cu2+含量的检测
分别取0、3.0、4.0、5.0、10、20、30、40、50、60、70、80、90和100μL的浓度为1µg/mL Cu2+标准溶液置于14个容量瓶中，向每个容量瓶中加入705μL的CdTe QDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，超声5min后，分别得到浓度梯度为空白、0.6ng/mL、0.8ng/mL、1.0ng/mL、2.0ng/mL、4.0ng/mL、6.0ng/mL、8.0ng/mL、10.0ng/mL、12.0ng/mL、14.0ng/mL、16.0ng/mL、18.0ng/mL和20.0ng/mL的Cu2+标准溶液，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测所有标准样品的荧光光谱，并建立Cu2+的浓度与荧光光谱的标准工作直线；
（2）比率荧光传感器对样品溶液中Cu2+含量的检测
将样品溶液置于10000rpm的离心机中离心15min，将上层清液再用直径为0.45μm微孔膜过滤，滤液待用；取适量的滤液，并加入NH4OH掩蔽剂掩蔽Hg2+，向其中加入705μL的CdTeQDs/GCNNs比率荧光传感器溶液，再用双重蒸馏水定容至5.0mL，在340nm激发波长下，用荧光分光光度计检测样品溶液的荧光光谱，根据步骤（1）中得到的Cu2+标准工作直线，计算样品溶液中Cu2+的含量。
4.根据权利要求3所述的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+定量检测的应用，其特征在于：所述样品溶液为茶或果汁或红酒。
5.如权利要求2所述的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+半定量检测的应用，其特征在于包括以下步骤：
（1）醋酸纤维纸基比率荧光传感器的制备
用移液枪准确移取0.6mL CdTe QDs溶液和0.2mL石墨氮化碳溶液，再向其中加入625μL的缓冲溶液，所述缓冲溶液是由浓度为0.04mol/L磷酸、0.04mol/L硼酸和0.04mol/L醋酸按照等体积混合，再用双重蒸馏水定容至5.0mL；再将醋酸纤维薄膜纸裁剪成面积为0.8-1.2cm2的三角形，将5-10片三角形醋酸纤维薄膜浸没至溶液中，最后将溶液超声15min，得到醋酸纤维纸基比率荧光传感器；
（2）Cu2+标准溶液醋酸纤维纸基比率荧光传感器的制备
将上述制备好的醋酸纤维纸基比率荧光传感器用镊子取出平铺于洗净的黑色面板上，用毛细滴管分别在5个醋酸纤维纸基比率荧光传感器上均匀地滴加Cu2+的浓度梯度为0、0.01μg/mL、0.1μg/mL、1.0μg/mL和5.0μg/mL的Cu2+标准溶液各3滴，反应2min后，用滤纸将醋酸纤维纸基比率荧光传感器表面的多余标准溶液吸掉，再将黑色面板置于紫外灯下观察并记录；结果表明，随着Cu2+浓度的增加，紫外灯下醋酸纤维素膜的荧光颜色逐渐由粉黄色变为蓝色；根据上述颜色的变化，可用于半定量测定样品溶液中Cu2+，可以用于现场快速的视觉测定Cu2+；
（3）醋酸纤维纸基比率荧光传感器可视化检测样品中的Cu2+
将样品溶液进行离心分离后，将上层清液再用直径为0.45μm微孔膜过滤，滤液待用；取适量的滤液，向滤液中加入0.4mL浓度为1.1mmol/L的NH4OH掩蔽Hg2+，且将掩蔽后的滤液依次稀释2倍及5倍后备用；将步骤（1）中制备好的醋酸纤维纸基比率荧光传感器用镊子取出平铺于黑色面板上，再将稀释后的每个样品溶液均匀地滴在醋酸纤维纸基比率荧光传感器上，反应2min后，再将黑色面板置于紫外灯下观察颜色，再根据步骤（2）中不同浓度Cu2+的颜色，确定样品溶液中Cu2+的浓度范围。
6.根据权利要求5所述的一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器对Cu2+定量检测的应用，其特征在于：所述样品溶液为茶或果汁或红酒。
CN201911075251.5A 2019-11-06 2019-11-06 一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用 Active CN110672574B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911075251.5A CN110672574B (zh) 2019-11-06 2019-11-06 一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911075251.5A CN110672574B (zh) 2019-11-06 2019-11-06 一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110672574A true CN110672574A (zh) 2020-01-10
CN110672574B CN110672574B (zh) 2021-10-15

Family

ID=69086271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911075251.5A Active CN110672574B (zh) 2019-11-06 2019-11-06 一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110672574B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111808313A (zh) * 2020-06-05 2020-10-23 复旦大学 可视化检测纸质文物pH的纸基荧光传感器及其制备方法
CN113218920A (zh) * 2021-02-04 2021-08-06 安徽师范大学 一种基于菊花的荧光碳纳米微球的制备方法及对Hg2+和卡托普利的检测
CN114225911A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 陕西工业职业技术学院 一种基于马铃薯的氮磷共掺杂碳点@zif-8及其制备方法和应用
CN115975642A (zh) * 2023-01-16 2023-04-18 广东医科大学 一种汞离子检测的比率荧光探针及其制备方法和用途
CN117802268A (zh) * 2023-12-04 2024-04-02 华南理工大学 一种比率荧光纸基传感器及用于rna病毒检测的应用和试剂盒

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10108808A1 (de) * 2001-02-16 2002-09-05 Joerg Enderlein Fluoreszierende Mikroteilchen
CN108226121A (zh) * 2018-01-24 2018-06-29 吉林大学 一种金纳米簇基双荧光发射试纸、制备方法及其在Cu2+检测中的应用
CN108752329A (zh) * 2018-06-15 2018-11-06 深圳先进技术研究院 Ag+荧光探针、Ag+化学传感器
CN109609125A (zh) * 2019-02-20 2019-04-12 潍坊科技学院 CDs/SiO2/AuNCs比率荧光探针、制备方法及应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10108808A1 (de) * 2001-02-16 2002-09-05 Joerg Enderlein Fluoreszierende Mikroteilchen
CN108226121A (zh) * 2018-01-24 2018-06-29 吉林大学 一种金纳米簇基双荧光发射试纸、制备方法及其在Cu2+检测中的应用
CN108752329A (zh) * 2018-06-15 2018-11-06 深圳先进技术研究院 Ag+荧光探针、Ag+化学传感器
CN109609125A (zh) * 2019-02-20 2019-04-12 潍坊科技学院 CDs/SiO2/AuNCs比率荧光探针、制备方法及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HANBING RAO 等: "Silica-coated carbon dots conjugated to CdTe quantum dots: a ratiometric fluorescent probe for copper(II)", 《MICROCHIMICA ACTA》 *
YANG SH 等: "Electrostatic association complex of a polymer capped CdTe(S) quantum dot and a small molecule dye as a robust ratiometric fluorescence probe of copper ions", 《DYES & PIGMENTS》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111808313A (zh) * 2020-06-05 2020-10-23 复旦大学 可视化检测纸质文物pH的纸基荧光传感器及其制备方法
CN113218920A (zh) * 2021-02-04 2021-08-06 安徽师范大学 一种基于菊花的荧光碳纳米微球的制备方法及对Hg2+和卡托普利的检测
CN113218920B (zh) * 2021-02-04 2022-12-23 安徽师范大学 一种基于菊花的荧光碳纳米微球的制备方法及对Hg2+和卡托普利的检测
CN114225911A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 陕西工业职业技术学院 一种基于马铃薯的氮磷共掺杂碳点@zif-8及其制备方法和应用
CN115975642A (zh) * 2023-01-16 2023-04-18 广东医科大学 一种汞离子检测的比率荧光探针及其制备方法和用途
CN117802268A (zh) * 2023-12-04 2024-04-02 华南理工大学 一种比率荧光纸基传感器及用于rna病毒检测的应用和试剂盒

Also Published As

Publication number Publication date
CN110672574B (zh) 2021-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110672574B (zh) 一种用于检测Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用
Jiang et al. An ultra-sensitive and ratiometric fluorescent probe based on the DTBET process for Hg 2+ detection and imaging applications
CN107884376A (zh) 用于汞离子检测的比率型荧光探针及其制备方法
CN108458998A (zh) 一种基于免标记荧光增强的适配体dna银纳米簇测定铅离子的方法
CN110229147A (zh) 一种香豆素-苯并噻唑基腙类化合物及其制备方法和用途
CN106932368A (zh) 一种碳量子点靶向检测线粒体中onoo‑的方法
Wang et al. In situ synthesis of fluorescent copper nanoclusters for rapid detection of ascorbic acid in biological samples
CN108562568B (zh) 一种泽泻药材的鉴别和质量检测方法
CN105548174B (zh) 一种光开关型测定溶液pH的探针方法
Liu et al. Luminescent silver nanoclusters for efficient detection of adenosine triphosphate in a wide range of pH values
CN106083645A (zh) 一种铁离子荧光探针化合物及其制备方法和应用
CN110672575B (zh) 一种用于检测Hg2+和Cu2+的比率荧光传感器及其制备方法和应用
Zhu et al. Dual-mode optical chemodosimeter for detecting copper ions in the environment, food, and living organisms with smartphone
CN113004256A (zh) 一种检测汞离子的比率型探针及其制备方法和应用
CN111635376A (zh) 一种三价As检测探针、制备方法及其用途
Wang et al. Convenient fluorescence detection of Cr (iii) in aqueous solution based on the gold nanoparticle mediated release of the acridine orange probe
CN107084956B (zh) 一种基于醇溶剂诱导银纳米簇荧光增强的尿液中碘离子检测方法
CN113736091B (zh) 一种荧光微米探针检测槲皮素的方法和应用
CN109053711A (zh) 一种用于汞离子检测的探针化合物及其制备方法和应用
CN109370573A (zh) 一种二价汞离子和温度检测的荧光探针、制备方法及其应用
CN107831165A (zh) 一种双通道铜离子检测试纸及其制备方法
CN114965417A (zh) 一种表面增强拉曼散射快速检测甲基汞的方法
CN103994981B (zh) 一种快速测定蜂蜜制品中铝离子含量的方法
CN107402210B (zh) 一种可视化快速检测有机汞化合物的方法
Hollifield et al. A phosphorimetric investigation of several sulfonamide drugs: a rapid direct procedure for the determination of drug levels in pooled human serum with specific application to sulfadiazine, sulfamethazine, sulfamerazine and sulfacetamide

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant