[发明专利]一种比率荧光检测系统及其构建方法、应用

说明书

本发明涉及荧光化学检测技术领域，为解决检测氰离子的探针毒性高、光稳定性差、不利于大规模检测和实时分析的问题，提供了一种比率荧光检测系统及其构建方法、应用，所述比率荧光检测系统包括红色金簇和蓝色碳点，所述比率荧光检测系统的pH控制在9～13，所述蓝色碳点与红色金簇的初始荧光强度比为(15～25)：1；所述红色金簇为发红色荧光的牛血清蛋白修饰金纳米簇；所述蓝色碳点为发蓝色荧光的以柠檬酸为碳源、乙二胺为修饰剂的碳点。本发明灵敏度高，稳定且对环境友好，选择性和特异性好，可实现大规模、实时可视化识别氰离子；构建方法简单、实时可控，确保检测体系初始荧光强度准确，能有效提高检测准确度。

技术领域

本发明涉及荧光化学检测技术领域，尤其涉及一种针对氰离子快速可视化识别的比率荧光检测系统及其构建方法、应用。

背景技术

氰离子(CN^-)是一种剧毒阴离子，对人体健康有较大危害。氰离子可以结合细胞色素c氧化酶，抑制氧气正常转运到线粒体。缺氧使得乳酸在体内积聚，导致中枢神经系统紊乱甚至死亡。世界卫生组织规定饮用水中氰离子的最大可接受浓度为1.9μM。然而，氰离子却无处不在，一方面，氰离子以氰甙形式广泛存在于2000多种植物的生长和繁殖过程中，如木薯、高粱和马铃薯等经济作物中，以及杏仁、桃核等蔷薇科植物的种子中；另一方面，氰离子广泛用于工业生产制造，产生的废弃物可能导致地表水和饮用水污染。因此，寻找一种简单可靠的方法来实时监测常见食品和饮品中的氰离子浓度是非常必要的。

常见的定量检测氰离子的方法有滴定法，电化学法，液相色谱-质谱法，离子色谱法，比色法和荧光分析法。其中，荧光分析法由于响应快速，灵敏度高，操作简单和成本低的优异特性而受到广泛关注。有机荧光分子作为检测氰离子的探针，已被广泛探索，它们通常经特定的加成和配位反应来监测有机溶剂中的氰离子。基于有机荧光团的探针虽然选择性和灵敏度较好，但合成复杂，光稳定性差和水溶性低等缺点限制了它们在实际中的应用。

中国专利文献上公开了“一种裸眼和荧光比率检测含氰离子荧光分子探针的合成及应”，申请公布号为CN103804369A，该发明的荧光分子探针以二乙胺基香豆素为原料，与苯并噻唑-2-乙腈，在哌啶做碱的条件下合成的，分子灵敏度较高，荧光性能稳定，合成产率较高，选择性好，响应范围宽，检测限低，并且适用于裸眼检测。荧光探针不受AcO^-，H₂PO₄^2-，NO₃^-，ClO₄^-，HSO₄^-，F^-，Cl^-，Br^-，I^--等阴离子的影响。但是，该发明的荧光分子探针具有合成复杂、容易光漂白、生物相容性和水溶性低的缺点。

相比之下，纳米粒子由于光学性能好、水溶性优异更适合在实际样品中检测氰离子。但是目前大多数基于纳米粒子的氰离子检测方法为单一发射波长信号，与有机荧光分子相比灵敏度低，且容易受仪器、环境因素干扰。通过引入具有自校准功能的荧光比率技术，不仅可以提高检测的准确性和灵敏度，还可以实现分析物含量的视觉分辨。但是常见的构建比率探针通常需要复杂的包覆、偶联操作，产量低、构建过程中容易引起荧光团的猝灭，比率探针存放过程荧光强度比率不受控等问题，不利于大规模检测和实时分析。

发明内容

本发明为了克服现有检测氰离子的探针存在的毒性高、光稳定性差、抗干扰能力弱、不利于大规模检测和实时分析的问题，提供了一种光稳定性好，低毒，灵敏度高，选择性好，能实施构建和监测氰离子的比率荧光检测系统，实现大规模、可视化识别氰离子。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：