[发明专利]一种具有六价铬离子检测功能的碳量子点基荧光传感器的制备方法及应用

说明书

一种具有六价铬离子检测功能的碳量子点基荧光传感器的制备方法及应用，涉及一种碳量子点基荧光传感器的制备方法及应用。是要解决现有利用荧光碳量子点检测重金属的方法中荧光碳量子点的发射波长较低，无法实现可视化荧光检测的问题。方法：一、将碳源溶解于N,N‑二甲基甲酰胺中，超声处理，形成均匀的混合溶液A；二、将溶液A倒入反应釜中，反应得溶液B；三、将溶液B装入离心管中，反复离心，保留上清液；四、将上清液使用透析袋透析，透析后得到碳量子点溶液，即为碳量子点基荧光传感器。本方法制备的荧光碳量子点的发射波长可达到530～550nm，能够实现重金属离子的可视化荧光检测。本发明用于重金属检测领域。

技术领域

本发明涉及一种碳量子点基荧光传感器的制备方法及应用。

背景技术

环境的问题已经成为一个历史长期问题，人类生活和经济社会发展被环境直接影响，是当今社会广泛关注的重大问题，其重要性自不待言。当今环境问题，成为制约我国经济和社会发展的一大难题。世界经济和城市化的快速发展,使全球低浓度的有毒污染物急剧增加，对人类和生态系统产生危害。环境常见污染物包括有机污染物、重金属污染物、微生物等三大类，我国的环境污染已呈现出以痕量有机污染为主的特征，因而对环境污染物进行有效的分析检测具有十分重要的意义。

六价铬离子[Cr(VI)]作为一种毒性巨大的重金属离子，对人体健康和生态环境会造成极大的威胁。Cr(VI)是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。Cr(VI)化合物在体内具有致癌作用，还会引起诸多的其他健康问题，如吸入某些较高浓度的Cr(VI)化合物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血、溃疡和鼻中隔穿孔。短期大剂量的接触，在接触部位会产生不良后果，包括溃疡、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。摄入超大剂量的铬会导致肾脏和肝的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。皮肤接触会造成溃疡或过敏反应。据实验研究表明，Cr(VI)会被体内许多组织和器官的细胞吸收而且可在体内蓄积，对人类身心健康危害巨大。

荧光碳量子点是一种近似球型且直径＜10nm的零维半导体纳米晶体，由极少分子或是原子组成的纳米团簇。其表现出许多优越的光学功能，如电化学发光、光致发光和光诱导电子转移等。与传统的各种重金属量子点相似，碳量子点在光照的情况下能够发出明亮的光。普遍来讲，在碳量子点的表面上含有大量的羧基、羟基等官能团，从而赋予了碳量子点优异的水溶性，而且易于随后使用各类有机的、聚合体的、无机的或生物的片段将其功能化。同时，与半导体量子点相对照，碳点具备化学惰性、低毒性、生物相容性等诸多特性，在环境污染物、生物分子、细胞成像、光催化和光电器件等方面己经得到广泛地应用。

然而，现有的荧光碳量子点的发射波长均低于500nm，无法实现可视化荧光检测。

发明内容

本发明是要解决现有利用荧光碳量子点检测重金属的方法中荧光碳量子点的发射波长较低，无法实现可视化荧光检测的问题，提供一种具有六价铬离子检测功能的碳量子点基荧光传感器的制备方法及应用。

本发明具有六价铬离子检测功能的碳量子点基荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：

一、将碳源溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，并进行超声处理，形成均匀的混合溶液A；其中步骤一中碳源和N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:(50～130)；

二、将步骤一得到的溶液A倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜放入烘箱中反应得溶液B；

三、将步骤二得到的溶液B装入离心管中，反复离心3-5次，去除底部大的块状固体，保留上清液；

四、将步骤三得到的上清液，使用透析袋透析48h，对碳量子点溶液进一步纯化，去除未碳化的反应单体，透析后得到碳量子点溶液，即为碳量子点基荧光传感器，在4℃储存。