[发明专利]基于荧光内滤效应的碳纳米点的应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米-化学传感器技术领域，具体涉及一种基于荧光内滤效应的碳纳米点的应用。

背景技术

六价铬离子Cr(VI)的毒性强，易为人体吸收，而且可在体内蓄积，对生物体具有致畸和致癌作用，是一种剧毒的环境污染物。因此，快速、准确地测定样品中六价铬离子的含量对于监控饮用水和食品的安全非常重要。现有技术中，水溶液中Cr(VI)的测定方法主要有：离子色谱法、分光光度法、荧光光谱法和原子吸收/发射光谱法等。然而，这些方法大多需要昂贵的仪器和复杂的样品预处理过程，成本高、耗时长(Arancibia,V.;Valderrama,M.;Silva,K.;Tapia,T.J.Chromatogr.B2003,785,303和Anthemidis,A.N.;Zachariadis,G.A.;Kougoulis,J.S.;Stratis,J.A.Talanta2002,57,15。

荧光探针作为一种极好的分子、离子传感器，由于具有检测快速、方法简单、操作容易、成本低、选择性好和灵敏度高等显著优点近年来被应用于离子检测领域。

现有技术中，荧光碳纳米点(CDs)作为纳米传感器已经成功地被用于检测pH(Krysmann,M.J.;Kelarakis,A.;Dallas,P.;Giannelis,E.P.J.Am.Chem.Soc.,2012,134,747)，各类分子(Zhou,L.;Lin,Y.H.;Huang,Z.Z.;Ren,J.S.;Qu,X.G.Chem.Commun.,2012,48,1147)和离子(Liu,S.;Tian,J.;Wang,L.;Zhang,Y.;Qin,X.;Luo,Y.;Asiri,A.M.;Al-Youbi,A.O.;Sun,X.Adv.Mater.,2012,24,2037)。但是，这些方法中的纳米点荧光探针都是基于荧光传感机理，需要传感器和目标分子的分子间相互作用，导致这类方法比较复杂，响应较慢。

荧光内滤光效应是指由于荧光体的激发光谱或者发射光谱与吸收体的吸收光谱重叠，导致荧光体的发射强度降低。该方法由于将吸光体的吸收信号转变为荧光信号，从而显著提高了检测的灵敏度。但现有技术中，还没有基于内滤效应的碳纳米点荧光探针的报道，尤其没有基于内滤效应的的Cr(VI)和抗坏血酸碳纳米点荧光探针的报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有荧光检测技术中对分子、离子的检测选择性差，且灵敏度低的技术问题，而提供一种基于荧光内滤效应的碳纳米点的应用。

本发明提供一种基于荧光内滤效应的碳纳米点作为水溶性纳米传感器的应用，所述的碳纳米点是由以下方法制备而成：

(1)将碳纳米点水溶液与含有六价铬离子的水溶液混合，得到混合溶液；

所述混合溶液中，六价铬离子的浓度为0.01-100μmol/L，NO^3-和Cl^-的浓度为六价铬离子浓度的0-400倍，SO₄^2-、Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度为六价铬离子浓度的0-200倍，Al³⁺的浓度为六价铬离子浓度的0-100倍，Fe²⁺和Zn²⁺的浓度为六价铬离子浓度的0-50倍，Cu²⁺的浓度为六价铬离子浓度的0-10倍，Fe³⁺的浓度为六价铬离子浓度的0-5倍，MnO₄-的浓度为六价铬离子浓度的0-0.2倍，其他离子浓度为0；

(2)固定温度下，固定激发波长为340-400nm，对混合溶液进行荧光光谱检测，记录最大荧光发射峰的强度，进而完成水溶液中六价铬离子浓度的检测。

优选的，所述记录最大荧光发射峰的强度，进而完成水溶液中六价铬离子浓度的检测通过线性荧光响应Stern-Volmer曲线实现。

优选的，所述混合溶液静置10-300s后，进行步骤(2)。

优选的，所述固定激发波长为360nm。

优选的，所述混合溶液中，六价铬离子的浓度为0.01-50μmol/L。

优选的，所述的基于荧光内滤效应的碳纳米点作为水溶性纳米传感器的应用，包括以下步骤：

(1)将碳纳米点水溶液与含有六价铬离子的水溶液混合，得到第一混合溶液；

(2)将第一混合溶液与含有抗坏血酸的水溶液混合，得到第二混合溶液；