[发明专利]一种基于上转换NaYF4共振能量转移的Hg2+传感器及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于Hg²⁺传感器制备技术领域，特别涉及一种基于上转换NaYF₄共振能量转移的Hg²⁺传感器及其检测方法。

技术背景

随着工业技术的发展，重金属污染问题日趋严重，特别是汞污染问题。汞具有高毒性，对生物体和环境均具有极大的危害。汞具有挥发性，汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体，食物链对于汞有极强的富集能力，富集在人体内的汞可以对大脑的神经系统造成危害，并会引发心脏、肝脏、胃等组织和器官的疾病。因此，对于日常生活中的汞离子的检测和监控至关重要，实现环境和生物体内汞离子实时快速有效的监测就显得意义重大。

目前汞离子的检测方法多种多样，大多是集中在光谱法，如原子吸收光谱法、原子发射光谱法，分光光度法及荧光分析方法等等，大多数分析方法对仪器和样品的要求都很高，耗时较长，在实际应用中会受到一定的限制。而荧光分子探针技术(Himali S.，Hewage，Eric V.Anslyn.J.AM.CHEM.SOC.2009,131,13099–13106;Tsui-Lien Kao.J.Org.Chem.2005,70,2912-2920;Denis Svechkarev.J.Phys.Chem.A 2011,115,4223–4230)在一定程度上弥补了其不足之处，可以实现重金属汞离子的原位检测，但是大多数有机荧光探针分子水溶性都不好，且其荧光寿命短，稳定性差，在实际样品的检测中仍然存在一定的局限性。

近年来，纳米材料的发展为解决这一问题提供了新的思路。纳米颗粒以其独特的光学和磁学等性质也引起了很多研究者的兴趣，其中以量子点(Ming Li,Qiaoyi Wang,，Xiaodong Shi,Lawrence A.Hornak,and Nianqiang Wu.Anal.Chem.2011,83,7061–7065)、聚合物纳米颗粒（Chao Ma,Fang Zeng，Lifang Huang,and Shuizhu Wu.J.Phys.Chem.B 2011,115,874–882）、碳纳米管(Libing Zhang,Tao Li,Bingling Li,Jing Li and Erkang Wang.Chem.Commun.,2010,46,1476–1478)、金或银(Xun Yuan,Teik Jin Yeow，Qingbo Zhang,Jim Yang Lee and Jianping Xie.Nanoscale,2012,4,1968–1971)为主要材料设计重金属汞离子传感器都有相关的报道。稀土上转换发光材料发射谱带窄，荧光寿命长，背景干扰小，荧光稳定，发光强，激发光穿透性强，对基质的损伤小，正是因为以上这些优异的特性，使其在细胞成像，癌症诊断等生物领域有着潜在的应用价值（Meng Wang,Cong-Cong Mi etc.ACS Nano2009,3,1580-1585.）。为了进一步研究其在重金属汞离子传感器领域的实际应用价值，设计一种简单的基于稀土上转换发光材料FRET的Hg²⁺传感器，达到水溶性好、高灵敏度、高选择性、快速且低成本的检测目的，是本发明的意义和重点所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于上转换NaYF₄共振能量转移的Hg²⁺传感器及其检测方法，以克服现有的检测技术中的缺陷和不足之处，达到高灵敏、高选择性和低成本检测环境中重金属汞离子的目的。

本发明所述的基于上转换NaYF₄共振能量转移的Hg²⁺传感器的制备方法为：

a.将0.02-0.1g的十二烷基肌氨酸钠加入6-10mL去离子水中，超声促使其完全溶解；

b.将浓度为0.1-1mg/mL的block-polymer 150-300μL、浓度为0.3-0.8mmol/mL的稀土上转换纳米颗粒100-300μL、浓度为0.5-1mg/mL的磷脂150-200μL、浓度为5-15mg/mL的曲拉通X-100量取10-50μL、浓度为3-6mg/mL的罗丹明硫代内酯200-300μL，混匀均匀后加入步骤a配制的溶液中，以上五种物质均以氯仿或者环己烷为溶剂；

c.在冰水浴、搅拌条件下用破碎粉碎仪超声5-10min，最终形成水包油微乳液体系，超声功率为400-600W；