[发明专利]一种双发射二氧化硅荧光探针在检测Cu2+

说明书

本发明公开了一种双发射二氧化硅荧光探针在检测Cu²⁺中的应用，所述双发射二氧化硅荧光探针包括二氧化硅包裹的卟啉，以及附在二氧化硅外表面的碳量子点。该双发射二氧化硅荧光探针对Cu²⁺具有良好的选择性。利用Cu²⁺对碳量子点的荧光猝灭作用，将其作为响应信号，而卟啉被二氧化硅所包裹，不受Cu²⁺的影响，作为稳定的参考信号，从而实现Cu²⁺的荧光比率法检测，可有效避免荧光探针浓度及环境所带来的误差。

技术领域

本发明涉及一种双发射二氧化硅荧光探针在检测Cu²⁺中的应用。

背景技术

铜是对人体健康至关重要的过渡元素。这种元素与某些蛋白质一起产生许多对生命至关重要的酶。铜也是所有已知生命形式的微量营养素，它具有从骨形成和细胞呼吸到结缔组织发育等多种功能。然而，如果不受管制，铜会导致细胞动态平衡的紊乱，这将导致严重的神经退行性疾病，如门克斯病，威尔逊病和阿尔茨海默病。近年来，铜也被怀疑引起婴儿肝脏损害。

由于Cu²⁺在农业和工业中的广泛使用，铜污染及其对人类的潜在毒性影响在世界范围内继续成为挑战性问题。因此，开发高灵敏度，高选择性的探针具有相当重要的意义Cu²⁺测定。到目前为止，已经开发了各种有效和可重现的方法，如原子吸收光谱法，电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)，和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)，检测Cu²⁺。但是，这些方法通常复杂，耗时且成本高昂。相比之下，荧光分析技术由于其高灵敏度，特异性和易操作性等独特优势而被证明是用于离子检测的更强大的技术。

双发射荧光二氧化硅纳米粒子近年来因其改善的光稳定性，可调节的发射性以及良好的水分散性而受到关注，有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于根据上述背景技术的现状，提供了一种双发射二氧化硅荧光探针在检测Cu²⁺中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种双发射二氧化硅荧光探针在检测Cu²⁺中的应用，所述双发射二氧化硅荧光探针包括二氧化硅包裹的卟啉，以及附在二氧化硅外表面的碳量子点。

优选地，采用荧光分析法检测Cu²⁺，其中卟啉的荧光为参考信号，碳量子点的荧光为响应信号。

Cu²⁺对碳量子点的荧光具有猝灭作用，可作为荧光分析检测的响应信号。由于卟啉被二氧化硅所包裹，其荧光强度不受Cu²⁺的影响，可作为稳定的参考信号。碳量子点的荧光强度和卟啉的荧光强度的比值与Cu²⁺浓度呈线性关系。

优选地，所述卟啉为四羧基苯基卟啉。

优选地，所述双发射二氧化硅荧光探针通过包括如下步骤制得：

(1)柠檬酸与聚乙烯亚胺通过水热法反应得到表面带氨基的碳量子点；

(2)将聚丙烯酸、正硅酸乙酯与二氧化硅包裹的卟啉混合反应，得到表面带羧基的二氧化硅包裹的卟啉；

(3)将步骤(1)的碳量子点与经步骤(2)处理的二氧化硅包裹的卟啉混合反应，即得到所述双发射二氧化硅荧光探针。

优选地，所述柠檬酸与聚乙烯亚胺的质量比为2:1，更优选地，水热反应温度为200℃，时间约6h。

优选地，所述二氧化硅包裹的卟啉通过微乳液法制得，具体包括如下步骤：

(1)将硅烷偶联剂滴入卟啉溶液中，得到卟啉-硅烷偶联剂缀合物；