CN115746832B - 一种水溶性荧光硫量子点的制备方法及用于槲皮素的检测 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纳米荧光材料制备技术领域，具体涉及一种水溶性荧光硫量子点的制备方法及用于槲皮素的检测。制备包括以下步骤：(1)将硫粉、分散剂加入碱性溶液中，制得混合液；(2)将步骤(1)得到的混合液置于氧气氛围下水浴加热搅拌反应一段时间，反应结束后，得到澄清的棕黄色溶液；(3)将步骤(2)得到的澄清的棕黄色溶液用透析袋透析，得到淡黄色荧光硫量子点溶液；(4)将步骤(3)得到的淡黄色荧光硫量子点溶液冷冻干燥后得到水溶性荧光硫量子点。本发明成本低廉，制备条件简单；且制得的荧光硫量子点成分简单，水溶性好，光稳定性好，选择性高。通过此法制得的硫量子点可用于槲皮素的检测，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于纳米荧光材料制备技术领域，具体涉及一种水溶性荧光硫量子点的制备方法及用于槲皮素的检测。
背景技术
硫量子点(sulfur quantum dots)是一种新型的量子点，和传统含重金属的量子点相比，其具有成分简单，水溶性好，光稳定性好，选择性高，环境相容性高，生物毒性小的优点，更适合用于环境和生物方面的检测。
槲皮素属于黄酮类生物活性物质，在芦丁、洋葱、番茄、樱桃等多种植物中存在，具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗糖尿病、抗高血压病、抗病毒、抗阿尔茨海默病和提高免疫力等多种药理活性，具有广阔的生物应用前景。因此，槲皮素含量的精确检测具有重要的临床意义。目前，对槲皮素的常用检测方法有高效液相分析法、液相色谱-质谱联用法和替代对照品内标法等。其中高效液相分析法和液相色谱-质谱联用法对仪器要求和操作人员熟练程度要求较高；替代对照品内标法对对照品纯度要求较高，推广难度较大。
与其他检测方法相比，荧光检测法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、快速等优点，其已广泛应用于生物、医药、农业生产、环境科学等研究领域。
发明内容
以PEG(聚乙二醇)作为表面分散剂并结合硫量子点优良的发光特性，本发明的目的在于提供一种水溶性荧光硫量子点的制备方法，该方法原料易得、制备条件要求低，制得的硫量子点毒性小、荧光量子产率高，可用于槲皮素的灵敏检测。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种水溶性荧光硫量子点的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硫粉、分散剂加入碱性溶液中，制得混合液；
(2)将步骤(1)得到的混合液置于氧气氛围下水浴加热搅拌反应一段时间，反应结束后，得到澄清的棕黄色溶液；
(3)将步骤(2)得到的澄清的棕黄色溶液用透析袋透析，得到黄色荧光硫量子点溶液；
(4)将步骤(3)得到的黄色荧光硫量子点溶液冷冻干燥后得到水溶性荧光硫量子点。
进一步，所述步骤(1)中硫粉与分散剂的质量比为1.2-1.6:1.5-6.7，优选的硫粉与分散剂的质量比为1.4:4.9。
进一步，所述步骤(1)中硫粉为升华硫、单质硫、弹性硫、正交硫、斜方硫和硫磺粉中的一种。
进一步，所述步骤(1)中分散剂为聚乙二醇(PEG)，其分子量为200、400和600中的一种。
进一步，所述碱性溶液为NaOH溶液，浓度为1.8-2.2mol/L，优选为2mol/L。
进一步，所述步骤(2)中加热的温度为50-80℃，优选为70℃，反应时间为90-160h，优选为140h。
进一步，所述步骤(3)中透析袋截留分子量为1000Da-3500Da，透析时间为24-36h。
进一步，所述步骤(4)中冷冻干燥温度为-20℃，时间为12-24h。
一种水溶性荧光硫量子点的制备方法制得的水溶性荧光硫量子点。
一种水溶性荧光硫量子点的制备方法制得的水溶性荧光硫量子点，所述水溶性荧光硫量子点可以用于槲皮素的检测。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
(1)制得的荧光硫量子点具有良好的水溶性，且在高离子强度和紫外灯长时间照射下，均保持优异的光学稳定性。
(2)分散剂PEG具有良好的超分子特性，更有利于开发基于硫量子点的荧光传感体系。
(3)硫量子点在336nm激发下能发出蓝光，而槲皮素与硫量子点之间发生内滤效应，使硫量子点的荧光发生强烈猝灭反应。本发明建立的检测方法简便、快速、可靠、低成本等优点，并成功应用于血清中的槲皮素的分析检测，为临床分析和鉴定提供新思路。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的透射电镜图；
图2为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的XPS图；
图3为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的紫外-可见吸收光谱；
图4为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的荧光激发、发射光谱图；
图5为本发明实施例1制备的荧光硫量子点检测槲皮素的荧光发射光谱图；
具体实施方式
以下实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
荧光硫量子点的制备：
(1)将1.4g单质硫、4.0mL PEG-400、50mL 2.0mol/LNaOH溶液加入100mL圆底烧瓶中，制得混合溶液；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液置于氧气氛围下水浴加热搅拌反应140h，加热温度为70℃，反应结束后，得到澄清的棕黄色溶液；
(3)将步骤(2)得到的澄清的棕黄色溶液用用截留分子量为1000-3500Da的透析袋透析24h透析袋，得到淡黄色荧光硫量子点溶液；
(4)将步骤(4)得到的淡黄色荧光硫量子点在-20℃冷冻干燥12h后得到水溶性荧光硫量子点。其相对荧光量子产率(以硫酸奎宁为标准)为2.21％。
如图1-2所示，将实施例1制备的水溶性荧光硫量子点进行TEM和XPS表征，结果表明制备的硫量子点为单分散准球形颗粒，主要含有C、O、S、Na四种元素。制备的荧光硫量子点的紫外吸收如图3所示，其在310nm处有吸收，表明其有S[0]产生。制备的荧光硫量子点的荧光发射光谱图如图4所示，从图中可知，激发波长为340nm，发射波长为434nm。
将实施例1制备的水溶性荧光硫量子点中加入不同浓度的槲皮素，混合均匀。如图5所示，从图中可知，随着溶液中槲皮素含量逐渐增加，荧光硫量子点荧光强度逐渐减弱。检测的线性范围为：5.6×10-7-4.8×10-5M。
测定方法的应用：
通过对血清中槲皮素的检测，评价了制备的SQDs荧光探针在实际样品中的适用性。将取30μL血清，2970μLPBS缓冲液(10mM，pH 6.0)，通过加标回收法计算槲皮素的回收率见表1：
表1血清中槲皮素的回收率实验结果
实施例2
荧光硫量子点的制备：
(1)将1.5g单质硫、5.0mL PEG-200、50mL 2.0mol/LNaOH溶液加入100mL圆底烧瓶中，制得混合溶液；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液置于氧气氛围下水浴加热搅拌反应140h，加热温度为70℃，反应结束后，得到澄清的棕黄色溶液；
(3)将步骤(2)得到的澄清的棕黄色溶液用用截留分子量为1000-3500Da的透析袋透析36h透析袋，得到淡黄色荧光硫量子点溶液；
(4)将步骤(4)得到的淡黄色荧光硫量子点在-20℃冷冻干燥24h后得到水溶性荧光硫量子点。其相对荧光量子产率(以硫酸奎宁为标准)为1.54％。
实施例3
荧光硫量子点的制备：
(1)将1.5g单质硫、3.0mL PEG-400、50mL 2.0mol/LNaOH溶液加入100mL圆底烧瓶中，制得混合溶液；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液置于氧气氛围下水浴加热搅拌反应140h，加热温度为80℃，反应结束后，得到澄清的棕黄色溶液；
(3)将步骤(2)得到的澄清的棕黄色溶液用用截留分子量为1000-3500Da的透析袋透析30h透析袋，得到淡黄色荧光硫量子点溶液；
(4)将步骤(4)得到的淡黄色荧光硫量子点在-20℃冷冻干燥24h后得到水溶性荧光硫量子点。其相对荧光量子产率(以硫酸奎宁为标准)为0.83％。
综上所述，本发明采用一锅法合成的SQDs。所制备的SQDs具有优良的水溶性、良好的光稳定性。由于槲皮素的加入会导致SQDs荧光猝灭，因此开发了一种基于SQDs荧光探针的检测方法，该平台具有较低的检出限和较好的回收率。这种荧光猝灭机制主要是由于槲皮素和SQDs之间的内部过滤效应。所构建的SQDs荧光传感器分析方法在血清中快速、灵敏检测槲皮素具有良好的应用潜力。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (6)
1.一种用于槲皮素检测的水溶性荧光硫量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硫粉、分散剂加入碱性溶液中，制得混合液；
（2）将步骤（1）得到的混合液置于氧气氛围下水浴加热搅拌反应一段时间，反应结束后，得到澄清的棕黄色溶液；
（3）将步骤（2）得到的澄清的棕黄色溶液用透析袋透析，得到淡黄色荧光硫量子点溶液；
（4）将步骤（3）得到的淡黄色荧光硫量子点溶液冷冻干燥后得到水溶性荧光硫量子点；
所述步骤（1）中分散剂为聚乙二醇，其分子量为200、400和600中的一种；
所述步骤（1）中硫粉与分散剂的质量比为1.2-1.6:1.5-6.7；
所述步骤（2）中加热的温度为50-80℃，反应时间为90-160 h。
2.根据权利要求1所述的一种用于槲皮素检测的水溶性荧光硫量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中硫粉为升华硫、单质硫、弹性硫、正交硫、斜方硫和硫磺粉中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种用于槲皮素检测的水溶性荧光硫量子点的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为NaOH溶液，浓度为1.8-2.2 mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种用于槲皮素检测的水溶性荧光硫量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中透析袋截留分子量为1000-3500 Da，透析时间为24-36h。
5.根据权利要求1所述的用于槲皮素检测的一种水溶性荧光硫量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中冷冻干燥温度为-20℃，时间为12-24h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于槲皮素检测的水溶性荧光硫量子点的制备方法制得的水溶性荧光硫量子点。
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Non-Patent Citations (1)
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