RU2733917C1 - Люминесцентный сенсор концентрации ионов тяжёлых металлов (преимущественно кобальта) в воде на основе квантовых точек тройного состава - Google Patents
Люминесцентный сенсор концентрации ионов тяжёлых металлов (преимущественно кобальта) в воде на основе квантовых точек тройного состава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733917C1 RU2733917C1 RU2019130944A RU2019130944A RU2733917C1 RU 2733917 C1 RU2733917 C1 RU 2733917C1 RU 2019130944 A RU2019130944 A RU 2019130944A RU 2019130944 A RU2019130944 A RU 2019130944A RU 2733917 C1 RU2733917 C1 RU 2733917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- quantum dots
- concentration
- solution
- polyelectrolyte
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и касается люминесцентного сенсора концентрации ионов тяжёлых металлов в воде. Сенсор выполнен на основе раствора квантовых точек тройного состава ZnS-AgInS2. В водный раствор введены гибридные комплексы на основе микросфер карбоната кальция (СаСО3), легированные магнитными наночастицами Fe3O4, а квантовые точки тройного состава покрыты полиэлектролитной оболочкой, состоящей из чередующихся слоев полиаллиламин гидрохлорида (ПААГ) и поли(4-стиролсульфоната натрия) (ПСС). Технический результат заключается в снижении токсичности сенсора, повышении чувствительности и точности определения концентрации ионов тяжелых металлов, увеличении срока эксплуатации сенсора. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к системе химических сенсоров для детектирования и оценки концентрации ионов металлов в пробах воды и гидрофильных жидкостей и может быть использовано в медицине, биологии, экологии и различных отраслях промышленности.
Важным порогом, стоящим на пути перехода к постиндустриальному обществу, является нейтрализация последствий технологического развития и исключение их долговременного влияния на здоровье и благополучие населения. Среди источников промышленного загрязнения важную роль играют ионы тяжелых металлов. Накопление их в организме приводит к серьезным поражениям нервной, кровеносной систем и пищеварительного тракта. В высокотехнологичных микросистемах, использующихся в современных задачах биологии и экологии, необходимо обеспечить возможность детектирования таких элементов путем разработки сенсоров соответствующего масштаба. При разработке методов борьбы с загрязнением, вызванным тяжелыми металлами, основное внимание уделяется железу, свинцу, ртути и кадмию. В то же время, «менее токсичные» металлы как кобальт и никель даже в малых количествах, находящиеся в питьевой или проточной воде, могут при продолжительном контакте нанести существенный урон здоровью. Они накапливаются во внутренних органах и костной ткани, и являются известными канцерогенами.
Высокой перспективностью в решении этой проблемы обладают люминесцентные сенсоры, в которых оцениваются оптические параметры сигнала люминофора, добавленного в анализируемый образец. В качестве люминесцирующего материала применяют традиционные полупроводниковые нанокристаллы «Оптическое определение ионов металлов с использованием
полупроводниковых квантовых точек» (Lou Y. et al. Metal ions optical sensing by semiconductor quantum dots // J. Mater. Chem. C. The Royal Society of Chemistry, 2014. Vol. 2, №4. P. 595-613.), регистрируется прямой сигнал флуоресценции или параметры Ферстеровского переноса энергии с другими структурами и его изменение в присутствии ионов тяжелых металлов.
Проблемы оценки токсичности частично решены в сенсоре «Композит для обнаружения ионов металлов, содержащих нанокристаллы ZnS:Mn, функционализированные водорастворимым лигандом, и способ детектирования ионов металлов» (Патент Южной Кореи №KR 101798709 В1, МПК G01N 31/22, заявка 00/705, 40А, дата публикации 01.12.2016, дата приоритета 20.05.2015).
Среди изобретений присутствуют инновационные сенсоры с применением углеродных точек «Флуоресцентный сенсор на ионы кобальта и способ его применения» (Патент КНР №CN 105548130 B, МПК G01N 21/64, заявка 10/109, 893, дата публикации 16.03.2018, дата приоритета 29.02.2016) [6]. Этот сенсор используется для обнаружения ионов кобальта, однако выбор люминофора приводит к его низкой эффективности. Материал наночастиц обладает низкой токсичностью и хорошей биосовместимостью, однако на сегодняшний день он крайне плохо изучен. Низкая эффективность люминесценции и плохая форма спектра не позволяют достичь точности, подобной наночастицам со стабильной кристаллической структурой. Методы, применяемые для получения углеродных точек, несовершенны, являются трудоемкими и длительными по времени. Недостатком патента является базовая идея о возможности использования в качестве детектирующего материала без достаточной разработки технологии приготовления и эксплуатации.
Таким образом, большинство недостатков доступных сегодня устройств заключаются в том, что нанокристаллы, обладающие лучшими люминесцентными параметрами, представляют собой гидрофобные токсичные соединения, а применение более безопасных соединений сопровождается
падением чувствительности детектирования. В данном устройстве в качестве более экологичной альтернативы кадмийсодержащим квантовым точкам планируется использовать квантовые точки тройного состава Ag-In-S(Se), покрытые оболочкой ZnS, которые сочетают в себе низкую токсичность, хорошие люминесцентные параметры и имеют времена затухания люминесценции в сотни наносекунд, что улучшает точность их измеряемого сигнала.
При этом патентом не защищены прецеденты использования систем с содержанием люминофоров в виде тройных соединений такого состава для детектирования тяжелых металлов. Единственное упоминание подобных нанокристаллов имеется в статье «Флуоресцентные наночастицы ZnS-AgInS2 для обнаружение металлов низких концентраций в воде» (Cambrea L.R., Yelton С.А., Meylemans Н.А. ZnS-AgInS2 Fluorescent Nanoparticles for Low Level Metal Detection in Water // ACS Symposium Series. 2015. Vol. 1210. P. 195-210), где рассматривается реакция нескольких образцов чистых квантовых точек с различными металлосодержащими аналитами.
Полупроводниковые нанокристаллы хорошо совместимы с полимерами и их внедрение в полимерные пленки позволяет получить функциональный материал с отличными люминесцентными качествами, который готов к внедрению в более сложные устройства. Это является справедливым и для квантовых точек тройного состава. «Композитная пластина с квантовыми точками и полимером для светоизлучающего диода и метод ее изготовления» (Патент Южной Кореи №KR 20130115771, МПК C09K 11/02, заявка 00/383, 92, дата публикации 22.10.2013, дата приоритета 13.04.2012) описывает несколько вариантов формирования полимерной пленки из поливинилпирролидона либо поливинилового спирта с квантовыми точками тройного состава с медью CuInS2/ZnS и создание композиционной пластины из такой пленки и неорганического слоя на поверхности, предназначенного для защиты тройных квантовых точек от окисления и деградации. Композиционная пластина
предназначена для создания светоизлучающих устройств. В патенте «Композитный люминесцентный материал на основе квантовых точек AgInS2/полиметилметакрилата и его применение» (Патент КНР №CN 104263361, МПК C09K 11/62, заявка 10/404,473, дата публикации 07.01.2015, дата приоритета 15.08.2014) описывается схожий люминесцентный материал на основе твердотельной пленки из полиметилметакрилата и квантовых точек AgInS2 разного размера и длины волны излучения. Такая пленка в сочетании с кристаллом Ce:YAG и чипом GaN составляет устройство светодиода. Композитные материалы на основе квантовых точек, внедренных в полимеры, описанные в данных патентах, представляют собой довольно грубые макроскопические объекты, которые предназначены для оптоэлектроники и не могут быть применены в сложных задачах биологии. В свою очередь внедрение в полимерные микрокапсулы, которое применяется в данном устройстве, отвечает задачам малого масштаба и высокого качества объектов, что позволяет с большой точностью исследовать очень малые объемы жидкостей.
Наиболее близким к заявляемому изобретению и принят в качестве прототипа сенсор на основе квантовых точек тройного состава на ионы тяжелых металлов (см. «Флуоресцентные наночастицы ZnS-AgInS2 для обнаружение металлов низких концентраций в воде» (Cambrea L.R., Yelton С.А., Meylemans Н.А. ZnS-AgInS2 Fluorescent Nanoparticles for Low Level Metal Detection in Water // ACS Symposium Series. 2015. Vol. 1210. P. 195-210)), которые получаются перемешиванием 2-4 ммоль солей металлов Zn(NO3)2, AgNO3, In(NO3)3, 2-4 ммоль диэтилдитиокарбамата в 20 мл воды в течение 5 минут, полученный осадок отфильтровывается и промывается поочередно водой и метанолом, высушивается сутки в сушильном шкафу при 40°С, из полученного порошка отбирается навеска массой 50 мг, переносится в стеклянную колбу, нагревается до 180°С в течение 30 минут, после добавления 1 мл додециламина смесь выдерживается 3 минуты, после охлаждения центрифугируется на скорости 5000 об/мин в течение 15 минут, надосадочная жидкость смешивается с
метанолом и опять центрифугируется на скорости 5000 об/мин в течение 15 минут, полученный осадок растворяется либо в хлороформе, либо в диметилсульфоксиде. Согласно его описанию, в качестве первоначального индикатора присутствия ионов металлов используется визуально различимое тушение люминесценции пробы при ультрафиолетовом облучении. При необходимости количественного анализы образцы подвергаются спектральному анализу.
Прототип имеет следующие недостатки:
1. В качестве люминофоров используются чистые серебросодержащие квантовые точки, которые после исследования невозможно выделить из исследуемого вещества, что создает определенный уровень сопутствующего вторичного загрязнения. При этом используемые в примере поверхностные молекулы додециламина обладают высокой реакционной способностью и могут присоединяться к другим веществам, содержащимся в реальных пробах воды.
2. Сенсор демонстрирует впечатляющую эффективность только в случае ионов меди Cu2+, притом только в ацетонитриле, в то время как целевым растворителем является вода. В случае, например, кобальта сенсор обладает низкой чувствительностью и не позволяет зарегистрировать концентрации менее 50 мкМ.
3. Во многих случаях, в том числе для свинца, получены неоднозначные данные без явной зависимости от концентрации. В системе происходят множественные виды взаимодействий, приводящие как к тушению, так и к усилению люминесценции, что не позволяет однозначно интерпретировать полученные при анализе с помощью такого сенсора данные. Для прототипа является сложным получить полное тушение.
4. Квантовый выход используемых в прототипе квантовых точек невелик, 16-23%.
Техническими задачами, на решение которых направлено предполагаемое изобретение, являются упрощение технологии изготовления, увеличение
чувствительности, специализация сенсора для ионов кобальта, уменьшение влияния используемых веществ на окружающую среду и возможность очистки воды от тяжелых металлов после измерений.
Сущность предполагаемого изобретения состоит в том, что в качестве элемента, чувствительного к присутствию ионов металлов, используются не чистые квантовые точки, а гибридные комплексы на основе микросфер СаСО3, легированные магнитными наночастицами Fe3O4 и покрытые полиэлектролитной оболочкой, состоящей из чередующихся слоев полиаллиламин гидрохлорида (ПААГ) и поли(4-стиролсульфоната натрия) (ПСС) с внедренным слоем квантовых точек тройного состава ZnS-AgInS2. Таким образом все соединения остаются изолированными от взаимодействия с исследуемой средой. Сенсор рассчитан на двухвалентные ионы тяжелых металлов Со2+, Ni2+, Pb2+. Предполагаемый сенсор оптимально оперирует в среде, имеющей кислотность в диапазоне рН от 7 до 9, что соответствует стандартным значениям для питьевой воды. При этом в предлагаемом сенсоре используются квантовые точки, которые обладают исходным квантовым выходом 30-40%, потому соизмеримые прототипу величины наблюдаются уже у комплексов с магнитными наночастицами.
Принцип действия сенсора состоит в том, что ионы металлов, находящиеся в пробе воды, связываются с комплексами сенсора и тушат люминесценцию квантовых точек, причем полимерная оболочка изолирует квантовые точки от попадания в исследуемую среду, а магнитные наночастицы позволяют выделить комплексы из пробы после исследования. Уровень тушения достаточен для визуального определения на месте исследования, а стабильный отклик позволяет количественно определить концентрацию в лабораторных условиях.
Предлагаемый сенсор для детектирования тяжелых металлов имеет следующие преимущества:
1. Предлагаемый сенсор демонстрирует высокую чувствительность к ионам кобальта, так как он позволяет детектировать концентрации менее 5 нМ. Сенсор хорошо применим также для определения содержания никеля и свинца в концентрациях от 10 нМ.
2. Пониженная токсичность за счет полной изоляции квантовых точек и магнитных частиц от исследуемой среды полиэлектролитными оболочками.
3. Увеличенный срок службы сенсора благодаря изоляции поверхности квантовых точек от разрушающего внешнего воздействия слоями полиэлектролита.
4. Возможность удаления сенсора из пробы после анализа, достигаемая применением магнитных наночастиц, благодаря которым комплексы могут быть выделены из раствора магнитным полем вместе со связанными ионами металла.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фигурах 1-4, на которых представлены:
Фиг. 1. Схематическое изображение изготовления сенсора в виде последовательных шагов формирования комплексов и используемых веществ.
Фиг. 2. Спектры, демонстрирующие тушение, и референтные кривые для определения концентрации катионов Со2+ в пробе.
Фиг. 3. Спектры, демонстрирующие тушение и референтные кривые для определения концентрации катионов тяжелых металлов Ni2+ и Pb2+ в пробе.
Фиг. 4. Спектры, демонстрирующие уменьшение содержания ионов металлов в пробе после удаления сенсора и повторного анализа.
Пример.
Синтез квантовых точек:
В предлагаемом сенсоре используются квантовые точки состава ZnS-AgInS2, полученные по протоколу, например, описанному в работе «Точный подбор размера высоколюминесцентных водорастворимых квантовых точек состава Ag-In-S и Ag-In-S/ZnS» (Raevskaya A. et al. A Fine Size Selection of Brightly Luminescent Water-Soluble Ag-In-S and Ag-In-S/ZnS Quantum Dots // J. Phys. Chem. C., 2017. Vol. 121, №16. P. 9032-9042) методу. В 96 мл воды при магнитном перемешивании добавляются 1,0 мл водного 0,1 М раствора нитрата серебра, 2 мл водного 1,0 М раствора меркаптоуксусной кислоты и 0,2 мл водного 5,0 М раствора аммиака. К полученной желтой суспензии поочередно добавляются 0,45 мл водного 5,0 М раствора аммиака и 0,7 мл водного 1,0 М раствора хлорида индия в водном 0,2 М растворе азотной кислоты. Затем при перемешивании добавляется 1,0 мл водного 1,0 М раствора сульфида натрия и полученный раствор нагревается на водяной бане при 90-95°С в течение 30 минут. Потом при интенсивном перемешивании добавляется 1,0 мл водного 1,0 М раствора меркаптоуксусной кислоты и 1,0 мл водного раствора 1,0 М ацетата цинка в водном 0,01 М растворе азотной кислоты. Раствор нагревается на водяной бане при 90-95°С в течение 30 минут. Полученные квантовые точки тройного состава ZnS-AgInS2 концентрируются с помощью вакуумно-ротационного испарителя.
Синтез сфер карбоната кальция (CaCO3), легированных магнитными наночастицами состава Fe3O4:
В соотношении 1:1 смешивают водный 0,33 М раствор CaCl2 и водный 0,33 М раствор Na2CO3 с добавлением 100 мкл водного раствора магнитных наночастиц состава Fe3O4. Через 30 секунд реакции полученные сферы СаСО3 центрифугируются 40 секунд на скорости 2500 об/мин. Образовавшийся осадок промывается два раза дистиллированной водой и осаждается центрифугированием в течение 40 секунд на скорости 2500 об/мин, надосадочная жидкость удаляется.
Процесс получения сенсора, схематически изображенный на Фиг. 1, состоит в следующем: к осажденным сферам СаСО3 добавляется 1 мл 0,5 М раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПААГ 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Избыток полиэлектролита удаляется с помощью двух стадий отмывки: центрифугирование 30 секунд на скорости 4000 об/мин, удаление надосадочной жидкости и добавление 1 мл дистиллированной воды. Затем к сферам добавляется 1 мл 0,5 М раствор NaCl с концентрацией полиэлектролита ПСС 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Избыток полиэлектролита удаляется с помощью двух стадий отмывки: центрифугирование 30 секунд на скорости 4000 об/мин и добавление 1 мл дистиллированной воды, удаление надосадочной жидкости. После двойного покрытия бинарным слоем полиэлектролитов к сферам добавляется 100 мкл водного раствора квантовых точек тройного состава ZnS-AgInS2. Раствор встряхивается в течение 10 минут и далее центрифугируется 30 секунд на скорости 4000 об/мин с целью удаления непрореагировавших квантовых точек тройного состава вместе с надосадочной жидкостью. К полученному составу добавляется 1 мл 0,5 М раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПСС 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Избыток полиэлектролита удаляется с помощью двух стадий отмывки: центрифугирование 30 секунд на скорости 4000 об/мин, удаление надосадочной жидкости и добавление 1 мл дистиллированной воды. Затем к сферам добавляется 1 мл 0,5 М раствор NaCl с концентрацией полиэлектролита ПААГ 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Избыток полиэлектролита удаляется с помощью двух стадий отмывки: центрифугирование 30 секунд на скорости 4000 об/мин и добавление 1 мл дистиллированной воды, удаление надосадочной жидкости.
Работа сенсора проверяется следующим образом: добавление растворов тяжелых металлов к исходным растворам используемых комплексов приводит
к видимым изменениям (снижение интенсивности фотолюминесценции на 50%). При известном источнике загрязнения с помощью сенсора можно с высокой точностью определять концентрацию тяжелого металла в пробе по референтным значениям. Для этого проводилось подробное исследование влияния концентрации тяжелого металла на спектральные свойства растворов люминофора. К 100 мкл раствора гибридных комплексов на основе микросфер СаСО3, легированных магнитными наночастицами Fe3O4 и покрытых полиэлектролитной оболочкой, состоящей из чередующихся монослоев ПААГ и ПСС с внедренным слоем квантовых точек состава ZnS-AgInS2, добавлялся водный раствор с известными концентрациями Со2+ с концентрацией металла 0,001 М. Добавка 1 соответствует 10 мкл, 2-10 мкл, 3-10 мкл, 4-10 мкл, 5-40 мкл, 6-40 мкл, 7-30 мкл. После каждой добавки изменялся спектр поглощения и фотолюминесценции. Для ионов кобальта Со2+ уже при концентрациях равных 5 нМ наблюдается снижение интенсивности на 50% (см Фиг. 2). В тестах с ионами Ni2+ и Pb2+, проведенных в аналогичных условиях, тушение вдвое достигалось при концентрациях ионов металлов в растворе от 10 нМ (см Фиг. 3), что свидетельствует о возможности успешного применения сенсора для их определения в растворе. На основании измерений построены референтные регрессионные кривые (Фиг. 2-3), по которым может быть оценена неизвестная концентрация, зарегистрированная сенсором в реальной пробе.
Благодаря наличию в комплексе магнитных наночастиц Fe3O4, сенсор может быть удален из пробы с использованием магнитного поля. К 100 мкл исходного раствора сенсора на основе микросфер CaCO3-Fe3O4-(ZnS-AgInS2) добавляется 20 мкл 0.001 М водного раствора ионов Со2+. При смешивании сфер и ионов тяжелых металлов наблюдается уменьшение интенсивности фотолюминесценции квантовых точек, находящихся в структуре сенсора до 35% от исходного значения.
После образования комплексов с ионами Со2+ сенсор был удален из исследуемого раствора с помощью магнита. Раствор, очищенный от использованного сенсора, был снова подвергнут анализу с помощью СаСО3-Fe3O4-(ZnS-AgInS2) комплексов в тех же пропорциях. Новые показания интенсивности на Фиг. 4 показали крайне малое тушение люминесценции до 85% от исходного, что свидетельствует о значительном уменьшении содержания ионов металлов, извлеченных вместе с комплексами.
Claims (2)
1. Люминесцентный сенсор концентрации ионов тяжёлых металлов в воде на основе раствора квантовых точек тройного состава ZnS-AgInS2, отличающийся тем, что в водный раствор введены гибридные комплексы на основе микросфер карбоната кальция (СаСО3), легированные магнитными наночастицами Fe3O4, а квантовые точки тройного состава покрыты полиэлектролитной оболочкой, состоящей из чередующихся слоев полиаллиламин гидрохлорида (ПААГ) и поли(4-стиролсульфоната натрия) (ПСС).
2. Способ изготовления люминесцентного сенсора концентрации ионов тяжёлых металлов в воде на основе квантовых точек тройного состава, при котором с неоднократным центрифугированием и промыванием водой изготавливают раствор с наночастицами ZnS-AgInS2, отличающийся тем, что предварительно синтезируют легированные магнитными наночастицами Fe3О4 сферы карбоната кальция (СаСО3) смешиванием в соотношении 1:1 водного 0,33 М раствора СаСl2 и водного 0,33 М раствора Na2СО3 с добавлением 100 мкл водного раствора магнитных наночастиц состава Fe3О4, через 30 сек реакции полученные сферы карбоната кальция центрифугируют 40 сек на скорости 2500 об/мин, образовавшийся осадок промывают два раза дистиллированной водой и осаждают повторным центрифугированием в течение 40 сек на скорости 2500 об/мин, надосадочную жидкость удаляют, к полученным осаждённым сферам карбоната кальция, легированным магнитными наночастицами Fe3О4, добавляется 1 мл 0,5 М раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПААГ 6 мг/мл (pH 6,5), полученную дисперсию встряхивают в течение 10 мин, затем смесь центрифугируют в течение 30 сек на скорости 4000 об/мин, надосадочную жидкость с избытком полиэлектролита ПААГ удаляют, осадок промывают два раза дистиллированной водой, после чего к полученным сферам добавляют 1 мл 0,5 М раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПСС 6 мг/мл (pH 6,5), полученную дисперсию опять встряхивают в течение 10 мин, смесь центрифугируют в течение 30 сек на скорости 4000 об/мин и добавляют 1 мл дистиллированной воды, надосадочную жидкость с избытком полиэлектролита ПСС удаляют, осадок промывают два раза дистиллированной водой, далее процедуру нанесения и удаления избытка полиэлектролитов повторяют, после двойного покрытия бинарным слоем полиэлектролитов (ПААГ-ПСС-ПААГ-ПСС) к сферам добавляют 100 мкл водного раствора квантовых точек тройного состава ZnS-AgInS2, для удаления непрореагировавших квантовых точек тройного состава и надосадочной жидкости полученную дисперсию встряхивают в течение 10 мин и центрифугируют в течение 30 сек на скорости 4000 об/мин, осадок промывают два раза дистиллированной водой, к полученному составу добавляют 1 мл 0,5 М раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПСС 6 мг/мл (pH 6,5), полученную дисперсию встряхивают в течение 10 мин, избыток полиэлектролита удаляют с помощью двух стадий отмывки, заключающихся в центрифугировании в течение 30 сек на скорости 4000 об/мин, удалении надосадочной жидкости и добавлении 1 мл дистиллированной воды, затем добавляют 1 мл 0,5 М раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПААГ 6 мг/мл (pH 6,5), полученную дисперсию встряхивают в течение 10 мин, избыток полиэлектролита удаляют повторением двух стадий отмывки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130944A RU2733917C1 (ru) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | Люминесцентный сенсор концентрации ионов тяжёлых металлов (преимущественно кобальта) в воде на основе квантовых точек тройного состава |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130944A RU2733917C1 (ru) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | Люминесцентный сенсор концентрации ионов тяжёлых металлов (преимущественно кобальта) в воде на основе квантовых точек тройного состава |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733917C1 true RU2733917C1 (ru) | 2020-10-08 |
Family
ID=72927113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019130944A RU2733917C1 (ru) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | Люминесцентный сенсор концентрации ионов тяжёлых металлов (преимущественно кобальта) в воде на основе квантовых точек тройного состава |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733917C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090200486A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-13 | Nianqiang Wu | Quantum dot-DNA-metallic nanoparticle ensemble as fluorescent nanosensor system for multiplexed detection of heavy metals |
| RU2456579C1 (ru) * | 2011-02-07 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (НИУ ИТМО) | Диссоциативный люминесцентный наносенсор ионов металлов и водорода в водных растворах |
| CN108956972A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-12-07 | 清华大学深圳研究生院 | 重金属汞离子的检测试剂盒及其应用 |
-
2019
- 2019-09-27 RU RU2019130944A patent/RU2733917C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090200486A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-13 | Nianqiang Wu | Quantum dot-DNA-metallic nanoparticle ensemble as fluorescent nanosensor system for multiplexed detection of heavy metals |
| RU2456579C1 (ru) * | 2011-02-07 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (НИУ ИТМО) | Диссоциативный люминесцентный наносенсор ионов металлов и водорода в водных растворах |
| CN108956972A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-12-07 | 清华大学深圳研究生院 | 重金属汞离子的检测试剂盒及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Cambrea L.R., Yelton С.А., Meylemans Н.А. "ZnS-AgInS2 Fluorescent Nanoparticles for Low Level Metal Detection in Water", ACS SYMPOSIUM SERIES, т. 1210, 2015 г., стр. 195-210. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Semicondutor quantum dots-based metal ion probes | |
| Mahapatra et al. | A single source-precursor route for the one-pot synthesis of highly luminescent CdS quantum dots as ultra-sensitive and selective photoluminescence sensor for Co 2+ and Ni 2+ ions | |
| Lou et al. | Metal ions optical sensing by semiconductor quantum dots | |
| Ng et al. | A review on fluorescent inorganic nanoparticles for optical sensing applications | |
| Hu et al. | Highly selective fluorescent sensors for Hg2+ based on bovine serum albumin-capped gold nanoclusters | |
| Zhang et al. | Fluorescent probes for “off–on” highly sensitive detection of Hg2+ and L-cysteine based on nitrogen-doped carbon dots | |
| Yan et al. | Dual-emissive nanohybrid of carbon dots and gold nanoclusters for sensitive determination of mercuric ions | |
| Li et al. | An efficient “off–on” carbon nanoparticle-based fluorescent sensor for recognition of chromium (VI) and ascorbic acid based on the inner filter effect | |
| Chen et al. | Functionalized CdS quantum dots-based luminescence probe for detection of heavy and transition metal ions in aqueous solution | |
| Liu et al. | Sensitive and selective detection of Hg 2+ and Cu 2+ ions by fluorescent Ag nanoclusters synthesized via a hydrothermal method | |
| Xu et al. | A novel upconversion, fluorescence resonance energy transfer biosensor (FRET) for sensitive detection of lead ions in human serum | |
| Lin et al. | A critical review of copper nanoclusters for monitoring of water quality | |
| Bhopate et al. | A highly selective and sensitive single click novel fluorescent off–on sensor for copper and sulfide ions detection directly in aqueous solution using curcumin nanoparticles | |
| He et al. | Quantum dots encoded white-emitting polymeric superparticles for simultaneous detection of multiple heavy metal ions | |
| Patel et al. | Mn-doped ZnS quantum dots–an effective nanoscale sensor | |
| Wu et al. | Colorimetric determination of hexavalent chromium with ascorbic acid capped silver nanoparticles | |
| Zhou et al. | Europium functionalized silicon quantum dots nanomaterials for ratiometric fluorescence detection of Bacillus anthrax biomarker | |
| JP2003504506A (ja) | 発光性ミクロ粒子およびナノ粒子の製造および使用 | |
| Wang et al. | Sensitive Hg (II) ion detection by fluorescent multilayer films fabricated with quantum dots | |
| US8003409B2 (en) | Semiconductor nanoparticle fluorescent reagent and fluorescence determination method | |
| Sui et al. | Determination of IO 4− and Ni 2+ ions using l-cysteine-CdTe/ZnS quantum dots as pH-dependent fluorescent probes | |
| Zhang et al. | Ratiometric fluorescent detection of phosphate in human serum with functionalized gold nanoclusters based on chelation-enhanced fluorescence | |
| Zhang et al. | Fluorescent nanocomposites based on gold nanoclusters for metal ion detection and white light emitting diodes | |
| Han et al. | Discriminating Cr (III) and Cr (VI) using aqueous CdTe quantum dots with various surface ligands | |
| Nguyen et al. | Sensitive detection of lead ions using sodium thiosulfate and surfactant-capped gold nanoparticles |