[发明专利]一种检测氟离子的荧光方法及传感器

说明书

本发明涉及一种检测氟离子的荧光方法及传感器，属于纳米生物材料和分析化学技术领域样品溶液中检测氟离子的方法。所述方法包括采用40个胸腺嘧啶碱基的DNA单链作为模板，在pH＝7.8的3‑(N‑吗啉)丙磺酸缓冲溶液中,以抗坏血酸为还原剂，在模板上将Cu²⁺原位还原为Cu⁰，生成具有荧光的铜纳米簇CuNCs。然后，加入铝离子Al³⁺，与所述铜纳米簇CuNCs形成CuNCs/Al³⁺络合物。引入氟离子F^‑到CuNCs/Al³⁺络合物中，通过检测铜纳米簇的荧光值来定量检测氟离子。本方法简单、选择性强、绿色、经济、快速，可直接用于水介质中,是一种很有前途的实际应用材料。

技术领域

本发明涉及一种检测氟离子的荧光方法，属于纳米生物材料和分析化学技术领域。

背景技术

传统检测氟离子的方法包括离子色谱法或离子选择电极。尽管这些检测方法可以用于痕量氟离子的检测，但是这些检测方法存在成本高，耗时，技术复杂，需要专业操作等缺点，使其在实际生产生活中的应用受到较大的限制。

为了克服这些局限性，基于光致发光的方法受到人们的关注：利用氢键、超分子识别、Lewis酸碱相互作用等不同的传感机制设计了不同荧光探针。然而这些氟化物探针大多用于有机溶液或有机溶剂含量高的溶液中，合成往往需要大量的时间。此外，需要较长的检测时间。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提出一种简单、选择性强、绿色、经济、快速，可直接用于水介质中的检测水样中氟离子的方法，所述方法为：采用40个胸腺嘧啶(T)碱基的DNA单链作为模板，在pH＝7.8的3-(N-吗啉)丙磺酸、氯化钠缓冲溶液中,以抗坏血酸(AA)为还原剂，在模板上将Cu²⁺原位还原为Cu⁰，生成具有荧光的铜纳米簇(CuNCs)，在520nm到654nm内有强烈的荧光信号。该传感器可以对Al³⁺做出响应，显示CuNCs的强荧光猝灭，从而提供Al³⁺离子的定量响应。铝离子的浓度和铜纳米簇的荧光值有线性关系。因此可以通过检测铜纳米簇的荧光值实现定量检测铝离子。此外，引入F^-到Cu NCs/Al³⁺络合物中时，F^-可以捕获络合物中的Al³⁺，铜纳米簇荧光强度恢复。氟离子的浓度和铜纳米簇的荧光值有线性关系。因此可以通过检测铜纳米簇的荧光值来定量检测氟离子。

所述铜纳米簇可简称为CuNCs；

所述抗坏血酸可简称为AA；

所述pH＝7.8的3-(N-吗啉)丙磺酸、氯化钠缓冲溶液可简称MOPS缓冲溶液；

所述40个胸腺嘧啶(T)碱基的DNA单链可简称为Poly T40；

本发明所述的铜纳米簇是由数个至数十个尺度范围在1-2nm的铜原子形成金属纳米材料。在波长520-654nm内，Cu NCs具有了十分显著的荧光信号。

进一步，形成所述铜纳米簇CuNCs的反应时间设定为10分钟。所述抗坏血酸浓度为300μmol/L。

本发明所述的方法可应用于检测水溶液中的氟离子浓度，尤其是可应用于检测牙膏中银离子的浓度。

步骤一：配制n个不同浓度的铝离子溶液，制备n个反应液；采用荧光光谱仪测量各反应液在640nm处的荧光值，得到不同浓度的铝离子溶液与空白对照品的荧光值之差，计算出标准线性方程；

在252μLMOPS中，将42μL不同浓度的铝离子与42μL200μmol/L Cu²⁺，42μL300nmol/LT40混合并且孵化10分钟。然后,添加42μL3000μM AA，充分反应8-12分钟测量荧光值。