CN110132917B - 一种钴氮双掺杂碳点及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钴氮双掺杂碳点及其制备方法，以及该碳点用于检测四环素类抗生素的应用。所述碳点为一种以亚氨基二乙酸和氯化钴为原料，通过一步水热法制备出蓝色荧光碳点。碳点的制备方法简便，由于金属钴元素和氮元素的掺杂使得碳点具有良好的光学性能，水溶性好，分散性好。基于内滤效应，碳点作为荧光探针能够快速灵敏地检测四环素类抗生素。四环素类抗生素可以有效猝灭碳点荧光，可以据其荧光的变化检测样品中四环素类抗生素的含量。本发明提供的检测四环素类抗生素的方法绿色简便，无需对碳点额外修饰标记物，即可对样品中四环素类抗生素的含量实现高选择性，高灵敏地直接检测，在实际应用中表现出更多的优势。

Description

一种钴氮双掺杂碳点及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及荧光碳点，具体涉及一种钴氮双掺杂碳点及其制备方法，以及该碳点用于四环素类抗生素的分析检测。
背景技术
四环素类抗生素(TCs)是20世纪中叶发现的一类广谱抗菌药物。由于其对立克次体、支原体、螺旋体、衣原体等革兰氏阳性和阴性菌均有较强的抗菌能力，可用于治疗人和动物的多种疾病。此外，TCs还具有效率高、成本低、口服吸收好等优点。因此，它已被广泛应用于动物饲料的添加剂。然而，TCs的过度使用和难降解等问题，可能会导致其在肉类和牛奶等食品中残留，长期服用这类食品会导致细菌耐药性、菌落紊乱，从而影响人体健康带并来严重的后果。研究发现，经常摄入TCs会对人体肝脏和肾脏造成损害。妊娠妇女对TCs的肝毒性更敏感。此外，大量的数据表明长期反复使用TC对牙齿有害，因为它会影响牙齿的生长和形成，使牙齿颜色变成黄色。目前检测TCs的常用方法有高效液相色谱-质谱法、表面增强拉曼散射法、抗菌筛选试验和酶联免疫吸附法等。但这些方法往往需要繁琐的样品预处理程序、复杂昂贵的仪器和专业技能，在常规食品安全检测中遇到很大的障碍。因此，建立一种简单、快速、有选择性、准确检测TCs的方法显得尤为重要。
为了克服这些缺点，荧光传感作为一种替代方法，因其灵敏度高、响应时间快、操作简单等优点而受到人们的关注。碳点(CDs)是一种新型荧光纳米材料，具有光致发光可调、水溶性好、低毒、低成本、光稳定性和化学稳定性等优良性能。其作为荧光传感器已经在生化传感、生物成像、环境分析等领域得到了良好的应用。但是，通过简便的制备过程，可控制备出具有特定靶向功能的碳点，应用于特定分析物的检测仍然具有挑战性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种性质优异的荧光碳点及其制备方法，碳点的制备方法简便快速；所制备的碳点具有特殊的发光性能，可应用于一步检测四环素类抗生素，并展现出出良好的选择性和灵敏度。
本发明提供的一种钴氮双掺杂碳点的制备方法，包括以下步骤：
1)、将亚氨基二乙酸和氯化钴置于玻璃烧杯中，加入去离子水，充分搅拌后超声溶解10-30分钟，将反应混合物转移至水热反应釜中，并置于烘箱内，180℃反应3-8h，得到粉色澄清溶液，亚氨基二乙酸和氯化钴的质量比为：0.10—0.45∶0.15-0.60；
2)、取出水热反应釜，自然冷却，将反应产物用0.22μm滤膜过滤后得到纯净的碳点水溶液；
3)、将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到蓝色碳点固体。
上述方法制备的蓝色荧光碳点性质稳定，具有良好的水溶性和分散性，通过TEM表征可看出其形貌为单分散准球形颗粒，通过XPS表征可以看出Co和N元素成功掺杂进碳点结构。所述碳点制备方法简便快速，只需利用一步反应即可得到目标碳点，无需繁琐的纯化过程。此外，所述碳点由于特殊的发光性能可以通过内滤效应高选择性、高灵敏度的分析检测四环素类抗生素，只在碳点溶液中加入四环素类抗生素，由于抗生素与碳点竞争吸收激发能量，从而导致碳点的荧光强度发生明显猝灭现象。
本发明提供的荧光碳点在免标记检测四环素类抗生素的应用，步骤为：
1)、配置浓度为0.3mg/mL的碳点溶液；
2)、分别配置浓度梯度为0.3、0.6、0.9……5.7、6.0mM的四环素类抗生素的标准储备溶液；
3)、向碳点溶液中分别加入不同浓度的四环素类抗生素，测定碳点溶液反应前后的荧光强度，根据四环素类抗生素的浓度和碳点反应前后相对荧光强度变化值建立检测四环素类抗生素的标准曲线；
4)、定量检测：测定待测样品和碳点反应前后的荧光强度，计算反应前后相对荧光强度变化值，参照步骤3)中获得的标准曲线，得到待测样品中四环素类抗生素的含量。
所述的四环素类抗生素为四环素、盐酸土霉素、金霉素、强力霉素、甲烯土霉素、二甲胺基四环素、米诺环素或多西环素等。
本发明具有以下有益技术效果：
(1)本发明提供的碳点的制备方法无需繁琐的预处理和纯化步骤，过程节能省时。
(2)本发明提供碳点具有良好的水溶性；并且在长时间光照、高离子强度及不同pH范围内均保持优异的光学稳定性。
(3)本发明所述的钴氮双掺杂碳点的具有特殊的激发波长，可与四环素类抗生素的紫外吸收波长大部分重叠，基于内滤效应促使碳点的荧光猝灭。因此，所述碳点可作为荧光传感器直接检测四环素类抗生素。
(4)本发明所述的碳点在检测四环素类抗生素的方法与传统的检测方法相比，无需昂贵的分析仪器和复杂的处理过程即可达到良好的检测效果，具有优异的选择性和灵敏度，在实际操作中更具有优越性。
附图说明
图1为实施例1制备的碳点的TEM图谱；
图2为实施例1制备的碳点的XPS图谱；
图3为碳点的荧光光谱和土霉素的吸收光谱重叠的谱图；
图4为碳点的荧光光谱和四环素的吸收光谱重叠的谱图；
图5为实施例1制备的碳点检测土霉素的荧光发射光谱图；
图6为实施例1制备的碳点检测四环素类抗生素选择性示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明，实施例给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
碳点的制备方法：
1)、分别取0.3g亚氨基二乙酸和0.1190g氯化钴置于玻璃烧杯中，加入10mL去离子水中，充分搅拌后超声溶解15分钟，将反应混合物转移至水热反应釜中，并置于烘箱内，180℃反应6h，得到粉色澄清溶液；
2)、取出水热反应釜，自然冷却，将反应产物用0.22μm滤膜过滤后得到纯净的碳点水溶液；
3)、将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到蓝色碳点固体。
实施例2
将实施例1制备的荧光碳点进行TEM和XPS表征(见图1-2)，结果表明碳点为单分散准球形颗粒，主要含有C、N、O、Co四种元素。
实施例3
分别扫描土霉素和四环素的紫外吸收光谱，以及实施例1制备的碳点的荧光激发和发射光谱。如图(3-4)，碳点的荧光激发峰与土霉素和四环素的吸收光谱有大部分的重叠。
实施例4
取实施例1制备的荧光碳点水溶液(0.3mg/mL)2mL置于荧光比色皿中，分别加入0.2mL浓度为0.3、0.6、0.9……5.7、6.0mM的四环素类抗生素溶液，混合均匀，在荧光光度计中扫描发射光谱(λex＝338nm，λem＝429nm)，随着溶液中土霉素含量的逐渐增多，碳点荧光强度逐渐降低，根据土霉素的浓度和相对荧光强度变化值之间的关系，计算碳点对土霉素的检测范围及检出限。(见图5)
实施例5
取实施例1制备的荧光碳点水溶液(0.3mg/mL)2.0mL置于荧光比色皿中，分别加入0.2L浓度为6mM的土霉素、四环素、氨苄西林、硫酸链霉素、氯霉素、红霉素和诺氟沙星溶液，混合均匀，在荧光光度计中扫描发射光谱(λex＝338nm，λem＝429nm)，记录加入不同抗生素前后，碳点溶液的荧光强度，通过计算相对荧光强度观察碳点对四环素类抗生素的选择性。见图6，与其他种类抗生素相比，四环素类抗生素能明显使碳点的荧光猝灭。

Claims (3)

1.一种钴氮双掺杂碳点在检测四环素类抗生素中的应用，所述的钴氮双掺杂碳点通过如下方法制备得到：
1）、将亚氨基二乙酸和氯化钴置于玻璃烧杯中，加入去离子水，充分搅拌后超声溶解10-30分钟，将反应混合物转移至水热反应釜中，并置于烘箱内，180℃反应3-8 h，得到粉红色澄清溶液，所述亚氨基二乙酸和氯化钴的质量比为：0.10-0.45∶0.15-0.60；
2）、取出水热反应釜，自然冷却，将反应产物用0.22 μm滤膜过滤后得到纯净的碳点水溶液；
3）、将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到蓝色碳点固体。
2.如权利要求1所述的钴氮双掺杂碳点在检测四环素类抗生素中的应用，所述的四环素类抗生素为四环素、盐酸土霉素、金霉素、强力霉素、甲烯土霉素、二甲胺基四环素、米诺环素或多西环素。
3.一种用钴氮双掺杂碳点检测四环素类抗生素的方法，其特征在于步骤为：
1）、配置浓度为0.3 mg/mL的钴氮双掺杂碳点溶液；
2）、分别配置浓度梯度为0.3、0.6、0.9……5.7、6.0 mM的四环素类抗生素的标准储备溶液；
3）、向碳点溶液中分别加入不同浓度的四环素类抗生素，测定碳点溶液反应前后的荧光强度，根据四环素类抗生素的浓度和碳点反应前后相对荧光强度变化值建立检测四环素类抗生素的标准曲线；
4）、定量检测：测定待测样品和碳点反应前后的荧光强度，计算反应前后相对荧光强度变化值，参照步骤3）中获得的标准曲线，得到待测样品中四环素类抗生素的含量；
所述的钴氮双掺杂碳点通过如下方法制备得到：
A）、将亚氨基二乙酸和氯化钴置于玻璃烧杯中，加入去离子水，充分搅拌后超声溶解10-30分钟，将反应混合物转移至水热反应釜中，并置于烘箱内，180℃反应3-8 h，得到粉红色澄清溶液，所述亚氨基二乙酸和氯化钴的质量比为：0.10-0.45∶0.15-0.60；
B）、取出水热反应釜，自然冷却，将反应产物用0.22 μm滤膜过滤后得到纯净的碳点水溶液；
C）、将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到蓝色碳点固体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AU2015283814A1 (en) * 2014-07-04 2017-02-02 Griffith University Sensor and method for detecting mercury
CN104192827A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 上海交通大学 一种基于有机小分子微波固相反应合成碳量子点的方法
CN104549407B (zh) * 2015-02-03 2016-10-12 哈尔滨工业大学 一种铂基/氮掺杂碳量子点-碳纳米管催化剂的制备方法
CN104927849A (zh) * 2015-07-08 2015-09-23 安徽工业大学 一种高荧光量子产率蓝色荧光碳量子点的绿色合成方法
CN105950145B (zh) * 2016-05-30 2017-12-05 山西大学 一种磷掺杂荧光碳量子点的制备方法和应用
CN107421933B (zh) * 2017-07-26 2019-04-26 广西师范学院 利用氮磷掺杂碳量子点探针检测血红蛋白的方法
CN107955602A (zh) * 2017-11-21 2018-04-24 福建医科大学 氮、钴双掺杂的荧光碳量子点材料及其制备方法
CN108251107B (zh) * 2018-01-19 2021-01-05 北京服装学院 一种钴离子掺杂碳量子点的制备及得到的碳量子点与应用
CN109324027B (zh) * 2018-11-18 2021-04-09 湖南科技大学 一种以对苯二胺和乙酸为碳源制备荧光碳点检测金霉素的方法

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