CN112964686A - 一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法 - Google Patents

一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112964686A
CN112964686A CN202110176293.9A CN202110176293A CN112964686A CN 112964686 A CN112964686 A CN 112964686A CN 202110176293 A CN202110176293 A CN 202110176293A CN 112964686 A CN112964686 A CN 112964686A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescence
carbon
peroxide
carbon dot
titanium
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
CN202110176293.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112964686B (zh
Inventor
李毓姝
曹洄鱼
窦新存
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.)
Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Original Assignee
Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
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 Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS filed Critical Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority to CN202110176293.9A priority Critical patent/CN112964686B/zh
Publication of CN112964686A publication Critical patent/CN112964686A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112964686B publication Critical patent/CN112964686B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/65Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法,该方法首先制备发蓝色荧光的碳点:以柠檬酸作为碳源,将其溶解于水中,加入胺类物质,搅拌至固体完全溶解,通过水热反应得到碳点,将经过硫酸酸化的钛盐水溶液,加入到碳点溶液中,得到碳点‑钛盐混合溶液,再将碳点‑钛盐混合溶液用于检测不同浓度的过氧化物,观测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,建立标准曲线。本发明具有构建方便、灵敏度高、特异性好、使用方便等优势,可广泛应用于涉爆现场等场景下对于过氧化物的检测。

Description

一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测 方法
技术领域
本发明属于危爆品检测技术领域,涉及一种过氧化物检测方法,特别是一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法。
背景技术
近年来,过氧化物类爆炸物由于具有爆炸威力巨大、相对容易合成、原料易得等特点,最典型的过氧化物类爆炸物之一,三过氧化三丙酮(TATP),别称撒旦之母,是目前已知的最敏感爆炸物之一。其在酸存在的条件下,通过简单地将市售前驱体(过氧化氢和丙酮)混合,即可轻松制得。然而,由于过氧化物类爆炸物不含荧光团或发色团,且不含氮元素,因此,常规仪器无法进行监测。但在特定条件下,过氧化物类爆炸物可以分解并产生过氧化氢。过氧化氢不仅仅是过氧化物类爆炸物的前驱体,同时还是其降解产物,因此在爆炸物检测领域中,常常通过对过氧化氢的检测来间接实现对于过氧化物类爆炸物的检测。因此,对过氧化氢的检测对于社会稳定和国家安全都具有重要的意义。
目前为止,已经有很多方法被用于检测过氧化氢,诸如质谱、拉曼、色谱、电化学、等。这些方法或需要复杂的仪器仪表,或检测时间较长,或需要有专业人员操作,因此不利于现场检测。在各种检测方法中,可视化检测方法,包括荧光和比色检测法,由于兼具操作简单、特异性好和便于小型化等优点,而受到人们的广泛关注。其中,基于比色的检测方法虽然具有良好的选择性,但其存在灵敏度不高的不足。基于荧光的检测方法近年来吸引了大量的关注,已有许多荧光探针被开发出来用于过氧化氢的检测,如硼酸酯类和荧光素类有机探针分子等。但这些有机荧光小分子探针通常需要复杂的合成步骤,且对环境不友好。近几年来,碳点作为一种新型的无机纳米材料,因为具有全波段可调的光学性质,耐受性好,且易于修饰等优点,越来越多的被应用于传感检测领域。
发明内容
本发明的目的在于,为了克服现有技术的不足,提供了一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法。该方法首先制备发蓝色荧光的碳点:以柠檬酸作为碳源,将其溶解于水中,加入胺类物质,搅拌至固体完全溶解,通过水热反应得到碳点,将经过硫酸酸化的钛盐水溶液,加入到碳点溶液中,得到碳点-钛盐混合溶液,再将碳点-钛盐混合溶液用于检测不同浓度的过氧化物,观测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,建立标准曲线。本发明具有构建方便、灵敏度高、特异性好、使用方便等优势,可广泛应用于涉爆现场等场景下对于过氧化物的检测。
本发明所述的一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法,其特征在于:利用钛盐与过氧化氢的比色检测及碳点与该比色产物基于內滤效应的荧光检测,具体操作按下列步骤进行:
a、用柠檬酸作为碳源,将其溶解于20mL水中,加入胺类物质,搅拌至固体完全溶解,其中,胺类物质为乙二胺、1,2-丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺;柠檬酸的物质的量为0.01-10mmol,胺类物质加入量与柠檬酸的物质的量之比为0.1:1-8:1;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度160-200℃鼓风干燥箱中反应4-10小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为0.05-8mg/mL的荧光碳点水溶液;碳点的平均直径为2-10nm,其荧光激发波长为300-380nm,荧光发射波长为400-550nm;
e、将经过硫酸酸化的钛盐水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-钛盐混合溶液,其中所述钛盐为三氯化钛、四氯化钛、硫酸钛、硫酸氧钛或草酸钛钾;其中钛盐水溶液占混合溶液的体积比为0.1-25%,pH<4;
f、将浓度为0.0005-50mM的过氧化物为过氧化氢、三过氧化三丙酮或六亚甲基三过氧化二胺待测样品加入到步骤e得到的碳点-钛盐混合溶液中,反应10-60min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
步骤d中激发波长为370nm,发射波长为450nm。
步骤f中,利用碳点內滤效应荧光检测过氧化氢浓度的线性范围是0.0005-1mM,检出限为0.2μM,比色检测过氧化氢浓度的线性范围是0.0005-10mM,检出限为50μM。
本发明所述的一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法,该方法在酸性条件下,过氧化氢与钛盐发生生成过氧键的比色反应,颜色由无色变为黄色,同时在410nm处出现最大吸收波长。而该吸收波长和碳点在450nm处的荧光发射波长相重叠。因此,随着过氧化物含量的增加,体系在410nm处的吸收强度逐渐增强,碳点在450nm处的荧光发射强度逐渐降低。利用紫外可见和荧光分光光度计,可以定量检测过氧化物的含量,并将其应用于涉爆现场等场景下对于过氧化物的检测。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)本发明避免了合成繁琐复杂的有机小分子荧光探针,采用更为环保、便于大规模应用的荧光碳点,同时大大降低了制备成本;
(2)本发明利用过氧化氢与钛盐发生比色反应的产物的吸收波长和碳点荧光发射波长重叠的现象,采用內滤效应将吸收信号转化为荧光信号,成功实现对目标物的比色和荧光两种模式的高效检测。
附图说明
图1为本发明碳点的最佳荧光激发光谱图(左)和荧光发射光谱图(右);
图2为本发明碳点在不同激发波长下的荧光发射光谱图;
图3为本发明碳点的紫外可见吸收光谱图;
图4为本发明碳点的透射电子显微镜图;
图5为本发明碳点的粒径分布图;
图6为本发明碳点-钛盐混合溶液对不同浓度过氧化氢响应的照片及荧光光谱图;
图7为本发明过氧化氢浓度与荧光下降强度的关系图;
图8为本发明过氧化氢浓度与荧光下降强度的线性拟合图;
图9为本发明碳点-钛盐混合溶液对不同浓度过氧化氢响应的紫外可见吸收光谱图;
图10为本发明过氧化氢浓度与紫外可见吸收值的关系图;
图11为本发明过氧化氢浓度与紫外可见吸收值的线性拟合图;
图12为本发明碳点-钛盐混合溶液检测过氧化物的选择性。
具体实施方式
本发明通过实施例作进一步说明,但不限于以下实施例。在不背离发明构思的范围内,本领域研究人员能够想到的变化都包括在本发明中。
实施例1
制备发蓝色荧光碳点:
a、用0.01mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入0.08mmol四乙烯五胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为8:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度160℃鼓风干燥箱中反应4小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为0.05mg/mL的荧光碳点水溶液;如图1和2所示,合成的碳点的荧光激发为370nm,荧光发射波长为450nm,且碳点具有激发独立的发射性质,图3是合成的碳点的紫外光谱图,图4和5是合成的碳点的透射电子显微镜图与对应的粒径分布图;从图中可以看到,碳点的紫外吸收峰在228和336nm左右,碳点的平均直径为4.96nm;
过氧化氢的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐三氯化钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-三氯化钛混合溶液,其中钛盐三氯化钛水溶液占混合溶液的体积比为0.1%,pH=3;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的过氧化氢待测物样品加入到步骤e得到的碳点-三氯化钛混合溶液中,反应10min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线,图6-8所示,随着过氧化氢浓度的增加,溶液的荧光强度逐渐降低;以过氧化氢的浓度为横坐标,457nm处反应体系的荧光强度的变化值F0-F为纵坐标,拟合可以得到检测过氧化氢的线性范围;如8所示,过氧化氢浓度在0.0005-1mM范围内呈良好的线性关系(y=39330.1526x+10739.97007,R2=0.986,x单位为mM),检出限为0.2μM;如图9-11所示,随着过氧化氢浓度的增加,溶液的紫外可见吸收值逐渐增加;以过氧化氢浓度为横坐标,417nm处的反应体系的紫外可见吸收值为纵坐标,拟合可以得到检测过氧化氢的线性范围。如图11所示,过氧化氢浓度在0-10mM范围内呈良好线性关系(y=0.04206+0.04817x,R2=0.996,x单位为mM),检出限为50μM。
实施例2
制备发蓝色荧光碳点:
a、用0.01mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入0.001mmol二乙烯三胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为0.1:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度180℃鼓风干燥箱中反应6小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤、超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为0.5mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为2nm,荧光激发波长为300nm,荧光发射波长为400nm;
过氧化氢的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐四氯化钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-四氯化钛混合溶液,其中钛盐四氯化钛水溶液占混合溶液的体积比为5%,pH=3.9;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的过氧化氢待测物样品加入到步骤e得到的碳点-四氯化钛混合溶液中,反应20min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
实施例3
制备发蓝色荧光碳点:
a、将0.01mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入0.04mmol乙二胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为4:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度200℃鼓风干燥箱中反应10小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为2mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为10nm,荧光激发波长为340nm,荧光发射波长为550nm;
过氧化氢的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐硫酸钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-硫酸钛混合溶液,其中钛盐硫酸钛水溶液占混合溶液的体积比为15%,pH=1;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的过氧化氢待测物样品加入到步骤e得到的碳点-硫酸钛混合溶液中,反应50min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
实施例4
制备发蓝色荧光碳点:
a、将5mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入40mmol三乙烯四胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为8:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度170℃鼓风干燥箱中反应5小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为4mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为6nm,荧光激发波长为380nm,荧光发射波长为500nm;
e、将经过硫酸酸化的钛盐硫酸氧钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-硫酸氧钛混合溶液,其中钛盐硫酸氧钛水溶液占混合溶液的体积比为20%,pH=2;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的六亚甲基三过氧化二胺溶液待测物样品加入到步骤e得到的碳点-硫酸氧钛混合溶液中,反应60min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线;
实施例5
a、将5mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入0.5mmol 1,2-丙二胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为0.1:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度190℃鼓风干燥箱中反应7小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为6mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为6nm,荧光激发波长为380nm,荧光发射波长为500nm;
三过氧化三丙酮的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-草酸钛钾混合溶液,其中钛盐草酸钛钾水溶液占混合溶液的体积比为25%,pH=1;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的三过氧化三丙酮溶液待测样品加入到步骤e得到的碳点-草酸钛钾混合溶液中,反应45min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
实施例6
制备发蓝色荧光碳点:
a、将5mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入20mmol四乙烯五胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为4:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度200℃鼓风干燥箱中反应10小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为8mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为6nm,荧光激发波长为340nm,荧光发射波长为450nm;
六亚甲基三过氧化二胺的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐硫酸钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-硫酸钛混合溶液,其中钛盐硫酸钛水溶液占混合溶液的体积比为25%,pH=1;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的六亚甲基三过氧化二胺溶液待测样品加入到步骤e得到的碳点-硫酸钛混合溶液中,反应50min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
实施例7
a、将10mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入1mmol 1,2-丙二胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为0.1:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度190℃鼓风干燥箱中反应7小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为6mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为6nm,荧光激发波长为380nm,荧光发射波长为500nm;
三过氧化三丙酮的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-草酸钛钾混合溶液,其中钛盐草酸钛钾水溶液占混合溶液的体积比为25%,pH=1;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的三过氧化三丙酮溶液待测样品加入到步骤e得到的碳点-草酸钛钾混合溶液中,反应45min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
实施例8
制备发蓝色荧光碳点:
a、将10mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入80mmol四乙烯五胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为8:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度200℃鼓风干燥箱中反应10小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为8mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为6nm,荧光激发波长为340nm,荧光发射波长为450nm;
六亚甲基三过氧化二胺的检测:
e、将经过硫酸酸化的钛盐硫酸钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-硫酸钛混合溶液,其中钛盐硫酸钛水溶液占混合溶液的体积比为25%,pH=1;
f、分别将浓度为0.0005、0.02、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10、50mM的六亚甲基三过氧化二胺溶液待测样品加入到步骤e得到的碳点-硫酸钛混合溶液中,反应50min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
实施例9
制备发蓝色荧光碳点:
a、将10mmol柠檬酸溶解于20mL水中,加入40mmol乙二胺(胺类与柠檬酸物质的量之比为4:1),搅拌至固体完全溶解;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度200℃鼓风干燥箱中反应10小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为2mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为6nm,荧光激发波长为380nm,荧光发射波长为500nm;
选择性实验:
e、将经过硫酸酸化的钛盐硫酸钛水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-硫酸钛混合溶液,其中钛盐硫酸钛水溶液占混合溶液的体积比为15%,pH=1;
g、分别将1mM的12种干扰物:Na2S2O3、NaHSO3、NH4NO3、KHSO4、K2CO3、KI、CH4N2O、NaClO、KNO3、KClO3、NaClO4和NH4Cl的待测样品分别加入到步骤e得到的碳点-硫酸钛混合溶液中,反应50min,检测反应体系的荧光强度的变化,如图12所示,和过氧化氢相比,12种干扰物质对过氧化氢荧光强度的影响基本可以忽略不记,因此说明该发明具有良好的选择性。

Claims (3)

1.一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法,其特征在于:利用钛盐与过氧化氢的比色检测及碳点与该比色产物基于內滤效应的荧光检测,具体操作按下列步骤进行:
a、用柠檬酸作为碳源,将其溶解于20 mL水中,加入胺类物质,搅拌至固体完全溶解,其中,胺类物质为乙二胺、1,2-丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺;柠檬酸的物质的量为0.01-10 mmol,胺类物质加入量与柠檬酸的物质的量之比为0.1:1-8:1;
b、将溶液转移至水热反应釜中,在温度160-200℃鼓风干燥箱中反应4-10小时,自然冷却至室温,将产物收集起来,在温度80℃的风箱上再次烘干,得到黄色粘稠液体;
c、将步骤b得到的黄色粘稠液体用二氯甲烷洗涤,超声,旋转蒸发除去有机溶剂,得到发蓝色荧光的碳点,干燥后得到碳点固体粉末;
d、将步骤c得到的碳点固体粉末重新分散到水溶液中,配置溶液浓度为0.05-8 mg/mL的荧光碳点水溶液,碳点的平均直径为2-10 nm,其荧光激发波长为300-380 nm,荧光发射波长为400-550 nm;
e、将经过硫酸酸化的钛盐水溶液,加入到步骤d得到的碳点溶液中,得到碳点-钛盐混合溶液,其中所述钛盐为三氯化钛、四氯化钛、硫酸钛、硫酸氧钛或草酸钛钾;钛盐水溶液占混合溶液的体积比为0.1-25%,pH<4;
f、将浓度为0.0005-50 mM的过氧化物为过氧化氢、三过氧化三丙酮或六亚甲基三过氧化二胺待测样品加入到步骤e得到的碳点-钛盐混合溶液中,反应10-60 min,检测反应体系的荧光强度的变化和紫外可见吸收值的变化,分别以碳点的荧光下降强度和紫外可见吸收值为纵坐标,过氧化物浓度为横坐标,绘制检测过氧化物的标准工作曲线。
2.根据权利要求1所述的基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法,其特征在于,步骤d中激发波长为370 nm,发射波长为450 nm。
3.根据权利要求1所述的基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法,其特征在于,步骤f中利用碳点內滤效应荧光检测过氧化氢浓度的线性范围是0.0005-1mM,检出限为0.2 μM,比色检测过氧化氢浓度的线性范围是0.0005-10 mM,检出限为50 μM。
CN202110176293.9A 2021-02-07 2021-02-07 一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法 Active CN112964686B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110176293.9A CN112964686B (zh) 2021-02-07 2021-02-07 一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110176293.9A CN112964686B (zh) 2021-02-07 2021-02-07 一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112964686A true CN112964686A (zh) 2021-06-15
CN112964686B CN112964686B (zh) 2022-05-10

Family

ID=76284418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110176293.9A Active CN112964686B (zh) 2021-02-07 2021-02-07 一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112964686B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114428073A (zh) * 2022-01-11 2022-05-03 江南大学 一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003025516A (ja) * 2001-07-11 2003-01-29 Hiraoka & Co Ltd 環境汚れ防止性の高い積層シート
CN1443605A (zh) * 1993-12-10 2003-09-24 东陶机器株式会社 具有光催化功能的多功能材料及其制造方法
CN101335284A (zh) * 2007-06-28 2008-12-31 索尼株式会社 固态成像器件及摄像模块
EP2362209A2 (en) * 2009-03-11 2011-08-31 Industrial Technology Research Institute Apparatus and method for detection and discrimination of the type of a molecular object
CN102519889A (zh) * 2011-07-05 2012-06-27 湖南大学 一种碳纳米颗粒高效催化tmb显色反应的方法
WO2013031767A1 (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 多孔質シリカ内包粒子の製造方法および多孔質シリカ、多孔質シリカ内包粒子
CN104089999A (zh) * 2014-06-25 2014-10-08 复旦大学 基于碳量子点-纳米线阵列的心肌细胞信号分子传感器及其制备方法
CN104356430A (zh) * 2014-11-17 2015-02-18 武汉理工大学 一种碳点/壳聚糖原位复合材料的制备方法
CN108226074A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 河南师范大学 基于比色荧光双通道的纳米模拟酶及其在分析检测中应用
CN109884144A (zh) * 2019-03-15 2019-06-14 皖西学院 半导体纳米材料电极的制备及应用
CN110031449A (zh) * 2019-05-13 2019-07-19 福州大学 一种碳基点包裹二氧化锡纳米片复合材料的制备及其在表面增强拉曼基底中的应用
CN110669499A (zh) * 2019-09-29 2020-01-10 中南大学 一种基于普鲁士蓝纳米粒子的荧光适配体探针及其制备方法和应用
CN110684525A (zh) * 2019-11-12 2020-01-14 中国科学院新疆理化技术研究所 一种基于聚集诱导发光效应的比色-荧光探针及其制备方法和用途
CN110749592A (zh) * 2019-10-26 2020-02-04 中国科学院新疆理化技术研究所 一种过氧化物类爆炸物的一步式快速比色检测方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1443605A (zh) * 1993-12-10 2003-09-24 东陶机器株式会社 具有光催化功能的多功能材料及其制造方法
JP2003025516A (ja) * 2001-07-11 2003-01-29 Hiraoka & Co Ltd 環境汚れ防止性の高い積層シート
CN101335284A (zh) * 2007-06-28 2008-12-31 索尼株式会社 固态成像器件及摄像模块
EP2362209A2 (en) * 2009-03-11 2011-08-31 Industrial Technology Research Institute Apparatus and method for detection and discrimination of the type of a molecular object
CN102519889A (zh) * 2011-07-05 2012-06-27 湖南大学 一种碳纳米颗粒高效催化tmb显色反应的方法
WO2013031767A1 (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 多孔質シリカ内包粒子の製造方法および多孔質シリカ、多孔質シリカ内包粒子
CN104089999A (zh) * 2014-06-25 2014-10-08 复旦大学 基于碳量子点-纳米线阵列的心肌细胞信号分子传感器及其制备方法
CN104356430A (zh) * 2014-11-17 2015-02-18 武汉理工大学 一种碳点/壳聚糖原位复合材料的制备方法
CN108226074A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 河南师范大学 基于比色荧光双通道的纳米模拟酶及其在分析检测中应用
CN109884144A (zh) * 2019-03-15 2019-06-14 皖西学院 半导体纳米材料电极的制备及应用
CN110031449A (zh) * 2019-05-13 2019-07-19 福州大学 一种碳基点包裹二氧化锡纳米片复合材料的制备及其在表面增强拉曼基底中的应用
CN110669499A (zh) * 2019-09-29 2020-01-10 中南大学 一种基于普鲁士蓝纳米粒子的荧光适配体探针及其制备方法和应用
CN110749592A (zh) * 2019-10-26 2020-02-04 中国科学院新疆理化技术研究所 一种过氧化物类爆炸物的一步式快速比色检测方法
CN110684525A (zh) * 2019-11-12 2020-01-14 中国科学院新疆理化技术研究所 一种基于聚集诱导发光效应的比色-荧光探针及其制备方法和用途

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LI YANAN 等: ""A Natural Light Visible Colorimetric Responses Fluorescent Probe for Hydrazine Detection"", 《ANALYTICAL SCIENCES》 *
刘伟洪等: "基于氢氧化钾-四硼酸钠熔样体系-ICP-OES法测定锡矿中的钨钼锡", 《当代化工》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114428073A (zh) * 2022-01-11 2022-05-03 江南大学 一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用
CN114428073B (zh) * 2022-01-11 2024-04-30 江南大学 一种气态单线态氧检测的碳点试纸的制备及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112964686B (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. One step hydrothermal synthesis of carbon nanodots to realize the fluorescence detection of picric acid in real samples
Sun et al. Fluorescent carbon dots and their sensing applications
Wang et al. Fluorescent carbon dots: rational synthesis, tunable optical properties and analytical applications
Zhang et al. Blue/yellow emissive carbon dots coupled with curcumin: a hybrid sensor toward fluorescence turn-on detection of fluoride ion
Hu et al. A dual-mode sensor for colorimetric and fluorescent detection of nitrite in hams based on carbon dots-neutral red system
Qiao et al. Smart choice of carbon dots as a dual-mode onsite nanoplatform for the trace level detection of Cr2O72
Fang et al. Upconversion nanosensor for sensitive fluorescence detection of Sudan I–IV based on inner filter effect
Ye et al. Preparation of europium complex-conjugated carbon dots for ratiometric fluorescence detection of copper (II) ions
Jung et al. A turn-on fluorogenic Zn (II) chemoprobe based on a terpyridine derivative with aggregation-induced emission (AIE) effects through nanofiber aggregation into spherical aggregates
CN111286324A (zh) 一种用于检测水环境中次氯酸根的荧光探针及其制备方法与应用
Guo et al. Novel carbon dots with dual excitation for imaging and silver ion detection in living cells
Su et al. Chemiluminescence of graphene quantum dots induced by acidic potassium permanganate and its application to quenchometric flow-injection assays of hydroquinone in water
CN109321239A (zh) 一种硫掺杂荧光碳量子点及其制备方法和应用
Liu et al. Determination of trace hydrogen sulfide by using the permanganate induced chemiluminescence of carbon dots
Wu et al. A lead-based room-temperature phosphorescent metal–organic framework sensor for assessing the peroxide value of edible oils
CN112964686B (zh) 一种基于碳点荧光内滤效应的过氧化物荧光比色双模检测方法
CN103922300B (zh) 一种双荧光碳纳米点的制备及应用
Chen et al. Quantitative image analysis method for detection of nitrite with cyanine dye-NaYF4: Yb, Tm@ NaYF4 upconversion nanoparticles composite luminescent probe
Deng et al. One-step synthesis of aldehyde-functionalized dual-emissive carbon dots for ratiometric fluorescence detection of bisulfite in food samples
Wang et al. A fluorescence and phosphorescence dual-signal readout platform based on carbon dots/SiO2 for multi-channel detections of carbaryl, thiram and chlorpyrifos
CN113310960B (zh) 硫量子点的合成方法及基于硫量子点测定Fe2+和H2O2的方法
Xu et al. Nitrogen-doped carbon quantum dots for fluorescence sensing, anti-counterfeiting and logic gate operations
CN104877662A (zh) 巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备及在检测水样中痕量Cu2+的应用
Kaur et al. Anion recognition properties of chromone-based organic and organic–inorganic hybrid nanoparticles
Shi et al. Carbon dots derived from peptone as “off-on” fluorescent probes for the detection of oxalic acid

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