[发明专利]一种近红外二区荧光量子点探针及制备方法和应用

说明书

本发明提供一种近红外二区荧光量子点探针，以及该探针的制备方法和在镉离子含量检测中的应用。该探针以银的无机盐和正十二烷硫醇作为银源和硫源，在氨水形成的碱性环境下，利用水热合成的方法制成油溶性的硫化银量子点，然后使用巯基乙酸对制备的中间产物进行表面官能团改性，获得水溶性的硫化银量子点，透析以除去未反应的小分子，得到硫化银量子点储备溶液，即荧光探针。该荧光探针对镉离子具有良好的选择性和灵敏度，对镉离子监测的检测限达到600nM。同时，对镉离子含量的检测还具有成本低廉、操作简单、检测快速、能够有效避免自发荧光背景的干扰等优点。

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种近红外二区荧光量子点探针，还涉及该探针的制备方法，以及该探针在重金属检测领域中的应用。

背景技术

镉广泛存在于生产和生活环境中，是一种对动物和人类健康危害严重的重金属元素。研究表明，镉是人类和动物肺癌的肯定致癌物，也能诱发前列腺癌和睾丸肿瘤，被国际癌症研究机构归为第一类致癌物质。环境中的镉主要来源于空气沉积和施用磷肥及其他有机物，而电镀、印刷等制造业的废水对于区域性的环境污染极其严重。环境中的镉污染通过农作物或其他途径进入食物链，并通过富集作用进入人体。近年来，中国国内关于镉大米的报道屡见不鲜，对人体的健康状态产生了极大地危害。提出一种速度快、成本低、抗干扰能力强并具有特异性检测镉离子的方法显得极其重要。

目前，国内外检测镉离子的方法主要包括紫外-分光广度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子质谱法、阳极溶出伏安法、免疫检测法和荧光分光光度法。其中，荧光分光光度法是指利用能发射特定波长的荧光物质与某些离子特异性结合后而改变自身荧光强度的特性，对特异性离子进行定性或定量分析的方法。因其具有检测限低、灵敏度高及操作简单等特点，受到了国内外学者的广泛关注和研究。

量子点是指一类在三维尺度上都小于激发波尔半径的材料，由于其特殊的尺寸效应，具有优异的光学特性，是一类重要的荧光物质。相较于传统的有机荧光物质，其具有荧光强度强、抗光漂白能力高等特点。近红外二区是指波长位于1000-1700nm的光波区段，具有该波段荧光特性的物质较少，因此对自然界中的一些自发荧光背景具有较强的抗干扰能力。目前关于镉离子监测的荧光探针的波长范围多处于1000nm以下，容易受到环境中的荧光物质的干扰而影响其检测效果，开发近红外二区的镉离子荧光探针具有重要的现实意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种表面官能团修饰后的硫化银量子点探针，以及该探针的制备和应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案之一是：一种近红外二区荧光量子点探针的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)制备硫化银量子点：配制银盐的水溶液，向所述水溶液中滴加氨水直至产生的沉淀完全消失，然后加入正十二烷硫醇，于150-250℃水热反应1-3h，即得；

(2)改性处理：向水热反应所得反应液中加入巯基乙酸，超声处理，所得溶液即为所述近红外二区荧光量子点探针。

步骤(1)中，所述银盐指的是含有银离子的无机盐，如硝酸银，氯化银，硫酸银中的一种或几种，本发明优选采用硝酸银作为银盐。采用步骤(1)的操作方法能够获得油溶性的硫化银量子点。

优选地，所述水溶液中银离子的浓度为0.1-0.5mol/L，进一步优选为0.2-0.3mol/L。

优选地，所述银盐中银离子和正十二烷硫醇的摩尔比为1：(1～10)。

优选地，所述水热反应的条件为于200℃反应2h。

步骤(2)的作用是利用巯基乙酸对步骤(1)制备得到的硫化银量子点表面进行改性，以获得水溶性的硫化银量子点。

优选地，所述巯基乙酸与正十二烷硫醇的摩尔比为(1～10):1。