[发明专利]4-萘基-3-氨基硫脲修饰后碳量子点在检测Fe3+

说明书

本发明公开了4‑萘基‑3‑氨基硫脲修饰后碳量子点在检测Fe3+中的应用。本发明通过采用水热法首先合成了碳量子点。然后，通过在氨基硫脲分子中引入大的芳香基团‑萘基，合成了4‑萘基‑3‑氨基硫脲(NTSC)。以4‑萘基‑3‑氨基硫脲对碳量子点表面进行修饰，来研究4‑萘基‑3‑氨基硫脲修饰后碳量子点的荧光性能及对离子的识别作用。通过研究发现，修饰后的碳量子点不仅荧光发射可调控，而且光稳定性好，受pH值、离子强度和缓冲溶液影响小。相对于其他金属离子，修饰后的碳量子点对Fe3+具有特殊选择性。而氨基硫脲修饰后的碳量子点往往对铜离子具有高度识别作用，导致这一现象的原因，可能跟4‑萘基‑3‑氨基硫脲分子中的萘基有关。当Fe3+浓度在0到0.20μM范围内时，荧光强度与Fe3+浓度呈良好相关性，检测限为1.68nM。值得注意的是，该探针水溶性极好、细胞毒性低、生物相容性和细胞膜通透性均好，还可对细胞内的Fe3+进行检测分析。

技术领域

本发明涉及检测技术，具体涉及4-萘基-3-氨基硫脲修饰后碳量子点在检测Fe3+中的应用。

背景技术

作为细胞中含量最高的过渡金属，铁在人体中扮演着重要角色，许多生理过程如：氧气的运输与代谢、转录调控和电子传输等均需要铁的参与。缺铁和铁含量过高均会导致各种疾病，如：贫血、帕金森综合症、阿尔茨海默氏症和癌症等。而血清铁可以客观地评估人体的营养状况和诊断一些相关疾病。目前，测定铁的方法有很多，如比色法、原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体质谱法等-。然而，在这些方法里存在有分析时间长，检测需要精密仪器，样品制备过程复杂等缺陷。相比之下，荧光分析法由于具有成本低、灵敏度高、反应速度快等优势，为测定铁提供了一个更好选择。现在，基于不同材料的铁离子探针，如：有机染料,、半导体量子点、荧光金属纳米簇等,已被开发利用。但是，这些报道的荧光探针仍存在：合成路线复杂、水溶性低、耐光性差及有毒性等弊端。因此，设计具有低细胞毒性、高水溶性、耐光性和生物相容性铁离子探针已经变得越来越重要和紧迫。

近年来，荧光碳量子点由于具有合成简单、水溶性好、耐光漂白性、强的化学惰性、低毒性和生物相容性而吸引了人们的注意力，基于此也应运而生了不同的铁离子探针，如：Qu等用多巴胺作原料，采用水热法合成了有着良好光学性能的碳量子点，并检测Fe3+和多巴胺；Zhao等采用离子液体作原料合成出氮、硫共掺杂高荧光碳量子点，并用它检测了Fe3+、Cu2+及细胞成像；Wen等第一次采用棉花作原料，用热解微波法合成了荧光量子产率为14.8％的碳量子点。用其检测Fe3+，检出限为27μM；Hamed等用寡聚糖作碳源，碱作添加剂，采用热氧化途径合成了碳量子点，用它检测生物样品中Fe3+，检出限达6.05μM等等。但是，在这些碳量子点基于的荧光探针中，有的荧光量子产率低，有的特异性差，有的灵敏度低，有的检出限高等，为了进一步拓宽其应用领域，将纳米材料上修饰具有选择性识别作用的物质，是实现目标物特异性检测的好方法。Zhao等用聚乙烯亚胺修饰碳量子点，得到了荧光量子产率高达42.5％，碱性环境下荧光信号增强的铁离子荧光探针，并用它检测自来水和河水中的Fe3+，RSD<3.0％；Qu等通过共价键将TPEA修饰在碳量子点表面，得到了检测细胞内Cu2+的探针，实验表明该探针具有较好的选择性和较低的检测限；Zhu等合成了AE-TPEA，并将其作为Cu2+的特异受体，键合到碳量子点的复合纳米材料上，得到了基于碳量子点的荧光探针，将它用于活体细胞中Cu2+测定，检测限约1.0μM。

发明内容