CN117143596B - 一种基于六元瓜环的碳量子点荧光探针及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于六元瓜环的碳量子点荧光探针及其制备和应用，所述碳量子点荧光探针由六元瓜环和有机小分子苦杏仁酸在水溶液中通过水热法组装制备而成；所述荧光碳量子点可通过荧光光谱法应用于识别检测水溶液中的碘离子和次氯酸根，本发明的荧光探针灵敏度高、样品处理简单、操作方便、测定快速、分析成本低、制作成本低等优点。
Description
技术领域
本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种基于六元瓜环的碳量子点荧光探针及其制备和应用。
背景技术
碘离子是一种重要的微量元素，对维持和调节人体细胞内环境的稳定性起着至关重要的作用。碘离子的缺乏或丰富都会对身体造成伤害，并导致相关的甲状腺疾病，如甲状腺肿、甲状腺功能减退和甲状腺功能亢进。次氯酸盐长期以来一直用于饮用水消毒。过量的次氯酸盐已被证明会造成伤害并可能导致健康问题，如哮喘、癌症、动脉粥样硬化、类风湿性关节炎和纤颤。
现有技术中，公开号为CN116239788 A，发明名称为“一种基于八元瓜环的超分子框架材料及其捕捉碘的应用”的专利公开了一种捕捉溶液中的碘的超分子框架材料；公开号为CN115850147A，发明名称为“错位十元瓜环基组装体及其检测肾HK2细胞中ClO-的应用”的专利公开了一种灵敏检测次氯酸根的瓜环类材料，但前述两个发明中采用的瓜环都是不常见的大环，成本较高，并且其难以实现同时检测碘离子和次氯酸根。
因此，开发出一种能同时检测碘离子和次氯酸根，检测成本低，检测方法简单、快速和灵敏的检测材料和方法，对于环境控制和人类健康保护具有重要意义。
发明内容
本发明专利的目的在于，提供一种基于六元瓜环的碳量子点荧光探针及其制备和应用，并利用其简单、快速、灵敏地对水中存在的碘离子和次氯酸根实行双检测。
本发明的技术方案：
本发明的目的之一是提供：一种基于六元瓜环的碳量子点荧光探针是以六元瓜环与苦杏仁酸(简写为MA)通过水热法制备而得。
本发明的目的之二是提供：前述基于六元瓜环的碳量子点荧光探针的制备方法，包括如下步骤：
(1)取六元瓜环，以超纯水为溶剂，配制六元瓜环溶液；
(2)取化合物MA，以超纯水为溶剂，配制MA溶液；
(3)按照六元瓜环：MA＝1:2的摩尔比将六元瓜环溶液和MA溶液混合，得混合液；
(4)将混合液放入聚四氟乙烯高压灭菌器中，在180℃下加热12h，即得基于六元瓜环的碳量子点荧光探针。
所述六元瓜环溶液的浓度为1.0×10-3mol/L。
所述MA溶液的浓度为1.0×10-3mol/L。
本发明的目的之三是提供：前述基于六元瓜环的碳量子点荧光探针在检测水中碘离子和次氯酸根的应用。
所述检测方法，包括如下步骤：
(1)用超纯水溶解基于六元瓜环的碳量子点荧光探针，得到浓度为400mg/L的探针溶液；
(2)向探针溶液中分别加入含有不同浓度的碘离子和次氯酸根水溶液，混合均匀后以固定激发波长为230nm，进行荧光发射光谱测定，绘制发射波长在405nm处的荧光强度变化曲线；
(3)根据步骤(2)的曲线计算加入前后荧光发射光谱在405nm处的强度变化值ΔI，即可得到标准曲线；
(4)将探针溶液加入待测样品中，以固定激发波长为230nm进行荧光发射，通过观察405nm处的荧光强度判定是否含有碘离子或次氯酸根，然后根据标准曲线，对待测样品中碘离子和次氯酸根进行定性和定量检测。
若发射波长为405nm处的荧光强度明显降低，则表明检测样品中含有碘离子，若发射波长为405nm处的荧光强度明显升高，则表明检测样品中含有次氯酸根，若未发生明显变化则表明水中未含有碘离子和次氯酸根或含量低于该探针检出限。
本发明的步骤(4)还可以采用将探针溶液加入荧光比色皿中，然后向探针溶液中加入待测样品，在365nm紫外灯下照射，根据照射现象判断待测样品中是否含有碘离子和次氯酸根。
若探针溶液荧光淬灭，则表明检测样品中含有碘离子，若荧光变亮，则表明检测样品中含有次氯酸根，若未发生明显变化则表明水中未含有碘离子和次氯酸根或含量低于该探针检出限。
所述标准曲线以碘离子或次氯酸根浓度为横坐标，以405nm处探针荧光发射强度与加入不同浓度碘离子或次氯酸根后荧光发射强度的差值为纵坐标。
本发明的有益效果
1、本发明制得的荧光探针是一种基于六元瓜环的碳量子点新型荧光探针，能够对水中的碘离子和次氯酸根进行双检测，并仅用同一套激发波长和发射波长。
2、本发明荧光探针具有灵敏度高、样品处理简单、操作方便、测定快速、分析成本低、制作成本低等优点。
3、本发明采用的六元瓜环具有低成本特点。
4、在苦杏仁酸和瓜环都不能单独识别碘离子和次氯酸根的前提下，将苦杏仁酸和六元瓜环结合合成的碳量子点对碘离子和次氯酸根有明显不同的荧光响应。
5、向本发明制得的浓度为400mg/L的荧光探针溶液中加入不同浓度的含有碘离子或次氯酸根的溶液进行检测，检测结果如图4所示。利用该图绘制标准曲线见图5，计算得到检出限为6.84×10-6M和1.50×10-5M。
附图说明
图1为六元瓜环与苦杏仁酸的分子结构图；其中(a-b)是六元瓜环结构图；(c-d)是MA结构图；
图2为实施例二制备的碳量子点荧光探针(简写Q[6]-CQDs)的紫外可见吸收光谱、荧光光谱及红外光谱图；其中(a)是Q[6]-CQDs的紫外-可见吸收光谱；(b)是Q[6]-CQDs在210-300nm不同激发波长下的荧光发射光谱图；(c)是不同pH下Q[6]-CQDs的荧光强度图；(d)是Q[6]-CQDs的傅里叶变换红外光谱图；
图3为Q[6]-CQDs的X射线光电子能谱图；其中(b-d)分别C1s、N1s和O1s的高分辨率光谱；
图4为Q[6]-CQDs对不同阴离子的特异性选择荧光对比图；
图5为Q[6]-CQDs对碘离子、次氯酸根的荧光滴定图和荧光强度标准曲线图；其中(a)是对碘离子的荧光滴定图，(b)是对次氯酸根的荧光滴定图；(c)是碘离子浓度与荧光强度变化ΔI的标准曲线图；(d)是次氯酸根浓度与荧光强度变化ΔI的标准曲线图。
图6为探针对碘离子特异性识别的机理图；其中，(a)是I-的紫外可见吸收光谱图以及Q[6]-CQDs的荧光激发光谱图；(b)是I-、Q[6]-CQDs以及加入I-后Q[6]-CQDs的紫外可见吸收光谱图。
图7为探针对次氯酸根特异性识别的机理图；其中，(a)是ClO-的紫外可见吸收光谱图以及Q[6]-CQDs的荧光激发光谱图；(b)是ClO-、Q[6]-CQDs以及加入ClO-后Q[6]-CQDs的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例一：
本发明分析方法中各试剂的配制方法是：
(1)准确称取适量的六元瓜环，用超纯水溶解，超声，转移并定容至100mL的容量瓶中，得到浓度为1.0×10-3mol/L六元瓜环溶液；
(2)准确称取适量的化合物MA，用超纯水溶解，转移并定容至100mL的容量瓶中得到浓度为1.0×10-3mol/L化合物MA溶液；
(3)碘离子及次氯酸根标准溶液的配制：
准确称取所需的碘化钠的分析纯标准品，移取所需次氯酸钠的分析纯标准品溶液，用超纯水溶液溶解稀释，得到浓度均为0.02mol/L的碘离子及次氯酸根标准溶液。
实施例二：
一种基于六元瓜环的荧光碳量子点探针的制备方法如下：
(1)取六元瓜环，用超纯水溶解，配制得到浓度为1.0×10-3mol/L的六元瓜环溶液；
(2)取苦杏仁酸，用超纯水溶解，配制得到浓度为1.0×10-3mol/L的MA溶液；
(3)按照六元瓜环：MA＝1:2的摩尔比将步骤(1)的六元瓜环溶液和步骤(2)的MA溶液混合，并通过水热反应180℃，12h制备得到所需的碳量子点固体，并将其配置成400mg/mL的水溶液。
实施例三：
一种采用实施例二方法制备的基于六元瓜环的荧光碳量子点探针用于检测水中碘离子和次氯酸根的方法，具体检测方法如下：
(1)标准曲线的测定：
取10mL容量瓶16个，每瓶加入3000μL浓度为400mg/mL的荧光碳量子点溶液，加入0.02mol/L的碘离子0μL、13.0μL、26.0μL、52.0μL、65.0μL、91.0μL、104.0μL、117μL到8个容量瓶中，再加入0.02mol/L次氯酸根标准溶液0μL、26.0μL、52.0μL、78.0μL、104.0μL、156.0μL、208μL、260.0μL到另外8个容量瓶中，用超纯水溶液定容摇匀后备用；以固定激发波长为230nm进行荧光发射光谱测定，分别以碘离子和次氯酸根的浓度为横坐标，405nm处探针荧光发射强度(I0)与加入不同浓度碘离子和次氯酸根荧光发射强度(I)的差值(I0-I)为纵坐标，绘制标准曲线；由标准曲线的斜率s以及测定11次空白值的标准偏差σ，计算荧光碳量子点探针检测组胺的检出限，公式为3σ/s。
(2)样品检测：
分别取含有碘离子和次氯酸根，但浓度未知的水溶液，将配置好的荧光探针标准溶液加入其中，并在激发波长230nm下，观察405nm处的荧光强度变化，若405nm处荧光强度出现明显减弱的现象，则说明该水样中含有碘离子，若405nm处荧光强度出现明显增强的现象，则说明该水样中含有次氯酸根。
取不含碘离子和次氯酸根的水溶液，将荧光探针标准溶液加入其中，并在激发波长230nm下，观察405nm处没有出现荧光强度的明显变化，则说明该水样中不含碘离子和次氯酸根。
实施例四：
一种采用实施例二方法制备的基于六元瓜环的荧光碳量子点探针用于检测水中碘离子和次氯酸根的方法，具体检测方法如下：
(1)标准曲线的测定：
取一个石英荧光比色皿，加入浓度为400mg/mL的荧光探针溶液3000μL后，再分别准确加入0.02mol/L的碘离子或次氯酸根标准溶液4.0μL，混合均匀，固定激发波长为230nm进行荧光发射光谱测定；按照上述操作，分别不断地向上述3000μL探针溶液加入定量4.0μL碘离子或次氯酸根标准溶液，并在230nm的激发波长下，测得一系列的荧光曲线，直至荧光曲线纵坐标数值变化缓慢，即可停止该滴定操作；然后以碘离子或次氯酸根浓度为横坐标，以405nm处探针荧光发射强度与加入不同浓度碘离子或次氯酸根后荧光发射强度的差值为纵坐标，得到标准曲线，由标准曲线的斜率s以及测定11次空白值的标准偏差σ，计算荧光探针检测碘离子和次氯酸根的检出限，公式为3σ/s。
(2)样品检测：
取含有碘离子或次氯酸根浓度未知的水溶液，将配置好的荧光探针标准溶液加入其中，并在激发波长230nm下，观察405nm处有荧光强度明显减弱的现象出现，则说明该水样中含有碘离子，观察405nm处有荧光强度明显增强的现象出现，说明该水样中含有次氯酸根，观察405nm处没有出现荧光强度的明显变化，则说明该水样中不含碘离子和次氯酸根或含量低于该荧光碳量子点探针检出限。
实施例五：
一种采用实施例二方法制备的基于六元瓜环的荧光碳量子点探针用于检测水中碘离子和次氯酸根的方法，具体检测方法如下：
(1)对照品检测：
取1个荧光比色皿，加入400mg/L的荧光探针溶液3000μL，然后置于365nm紫外灯下照射，记录其荧光情况；
(2)样品检测
取1个荧光比色皿，加入400mg/L的荧光探针溶液3000μL，再加入待测样品30μL，混合均匀后，置于紫外灯下照射，记录其荧光情况，若观察到荧光比色皿内溶液颜色在紫外灯下出现淬灭，则表明检测溶液中含有碘离子，若荧光比色皿内溶液颜色在紫外灯下变亮，则表明检测溶液中含有次氯酸根，若未发生明显变化则表明水中未含有碘离子和次氯酸根或含量低于该探针检出限。(附图4)
由图2a的插图可以看出此探针溶液在紫外灯的照射下表现出蓝色荧光；
由图2d和图3证实了Q[6]-CQDs的成功合成，且-C＝C、-C＝O、-C-N和-C-OH等这些亲水官能团的存在增强了Q[6]-CQDs的水溶性和稳定性，使其方便于实际应用。
图4a可以看出次氯酸和碘离子的荧光曲线变化明显，说明其对次氯酸和碘离子具有良好的特异性选择能力；
图4b可以看出加入碘离子和次氯酸根后此探针溶液的实际荧光变化，加入碘离子后荧光淬灭，加入次氯酸根后荧光变亮。
由图5a和图5b看出，探针溶液的荧光强度随着碘离子或次氯酸根的加入而发生变化，碘离子使荧光强度减小，次氯酸根使荧光强度增大。
由图5c和图5d的标准曲线可以计算出，此探针对碘离子和次氯酸根的检出限为6.84×10-6M和1.50×10-5M。
由图6a可以看出，碘离子的紫外可见吸收峰与Q[6]-CQDs的荧光激发光谱没有明显的重叠部分，说明用于激发Q[6]-CQDs的能量没有被碘离子吸收，所以，Q[6]-CQDs的荧光猝灭不是由于碘离子与Q[6]-CQDs的竞争性吸收机制所致。
由图6b可得Q[6]-CQDs在252nm处的紫外可见吸收峰在碘离子的加入后消失，表明Q[6]-CQDs与碘离子间形成了稳定的激发态复合物。碘离子的加入可能促进了发色团间的π-π堆积，导致较大的非辐射跃迁，从而诱导了Q[6]-CQDs的荧光猝灭。
由图7a可以看出次氯酸根的紫外可见吸收峰与Q[6]-CQDs的荧光激发光谱也没有明显的重叠部分。
由图7b可得，Q[6]-CQDs在252nm处的紫外可见吸收峰在次氯酸根的加入后升高，可能是由于次氯酸根具有强氧化能力，能够与Q[6]-CQDs发生氧化反应从而导致荧光强度增大。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针的制备方法，其特征在于，具体方法如下：
（1）取六元瓜环Q[6]，以超纯水为溶剂，配制六元瓜环Q[6]溶液；
（2）取苦杏仁酸，以超纯水为溶剂，配制苦杏仁酸溶液；
（3）按照六元瓜环Q[6]：苦杏仁酸=1:2的摩尔比将六元瓜环Q[6]溶液和苦杏仁酸溶液混合，得混合液并将混合液在180℃条件下水热反应12h，即得基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针。
2.根据权利要求1所述的一种基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针的制备方法，其特征在于，所述六元瓜环Q[6]溶液的浓度为1.0×10-3 mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针的制备方法，其特征在于，所述苦杏仁酸溶液的浓度为1.0×10-3 mol/ L。
4.一种基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针，采用权利要求1-3任一项所述的基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针的制备方法制作而成。
5.根据权利要求4所述的基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针在检测水中碘离子和次氯酸根的应用。
6.根据权利要求5所述的基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针在检测水中碘离子和次氯酸根的应用，其特征在于，所述检测包括如下步骤：
（1）用超纯水溶解基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针，得到浓度为400 mg/L的探针溶液；
（2）向探针溶液中分别加入含有不同浓度的碘离子和次氯酸根水溶液，混合均匀后以固定激发波长为230 nm，进行荧光发射光谱测定，绘制发射波长为405 nm处的荧光强度变化曲线；
（3）根据步骤（2）的曲线计算加入前后荧光发射光谱在405 nm处的强度变化值ΔI，即可得到标准曲线；
（4）将探针溶液加入待测样品中，以固定激发波长为230 nm进行荧光发射，通过观察405 nm处的荧光强度判定是否含有碘离子或次氯酸根，然后根据标准曲线，对待测样品中碘离子和次氯酸根进行定性和定量测试。
7.根据权利要求6所述的基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针在检测水中碘离子和次氯酸根的应用，其特征在于，所述标准曲线以碘离子或次氯酸根浓度为横坐标，以405 nm处探针荧光发射强度与加入不同浓度碘离子或次氯酸根后荧光发射强度的差值为纵坐标。
8.根据权利要求5所述的基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针在检测水中碘离子和次氯酸根的应用，其特征在于，所述检测包括如下步骤：
（1）用超纯水溶解基于六元瓜环Q[6]的碳量子点荧光探针，得到浓度为400 mg/L的探针溶液；
（2）将探针溶液加入荧光比色皿中，然后向探针溶液中加入待测样品，在365 nm紫外灯下照射，根据照射现象判断待测样品中是否含有碘离子和次氯酸根，若探针溶液荧光淬灭，则表明检测样品中含有碘离子，若荧光变亮，则表明检测样品中含有次氯酸根，若未发生明显变化则表明水中未含有碘离子和次氯酸根或含量低于该探针检出限。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN101883775A (zh) * | 2007-03-12 | 2010-11-10 | 弗西蒂技术有限公司 | 用于检测次氯酸的试剂 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101883775A (zh) * | 2007-03-12 | 2010-11-10 | 弗西蒂技术有限公司 | 用于检测次氯酸的试剂 |
| CN109825288A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 华南农业大学 | 一种红色固态荧光碳点及其制备方法和应用 |
| CN111205280A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-29 | 齐鲁工业大学 | 一种检测次氯酸的比率型荧光探针及其制备方法和应用 |
| CN114292642A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-08 | 黔南民族医学高等专科学校 | 六元瓜环-左氧氟沙星碳量子点荧光探针的制备及应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| A cucurbit[6]uril-carbon dot system: a potentially new bioimaging agent;Shuai Zhang et al.;《Mater. Chem. Front.》;20220301;第6卷;第973-980页 * |
| Cucurbit[6]uril-based carbon dots for recognizing L-tryptophan and capecitabine;Ming Liu et al.;《Mater. Chem. Front.》;20220818;第6卷;第2859-2868页 * |
| 基于瓜环的水溶性碳量子点制备及应用研究;田雁;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》;20210115(第01期);第B014-1630页 * |
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