[发明专利]以杨桃为碳源的碳量子点的制备方法及其在铜离子检测中的应用

说明书

本发明公开了一种以杨桃为碳源的碳量子点的制备方法及其在铜离子检测中的应用。所述方法采用新鲜杨桃汁和聚乙烯亚胺为前驱体，利用水热法一步合成氨基功能化的绿色荧光碳量子点。本发明方法简单易行、经济绿色，原料价格低廉、绿色环保，所得产物进行PEI官能化，量子产率较高。本发明制备的碳量子点可应用于水中铜离子的检测，检测方法具有高选择性、高灵敏度以及检测限较低的优点。

技术领域

本发明属于金属离子检测技术领域，涉及一种以杨桃为碳源制备碳量子点的制备方法，及其在铜离子检测中的应用。

背景技术

碳量子点作为碳纳米材料，具有光稳定性好、良好的水溶性、上转换荧光发射、低的生物毒性等优点，广泛应用于甲醇燃料电池、环境金属离子检测、传感器、细胞成像、药物运输等领域。合成碳量子点的原料主要有人工合成的含碳试剂和天然植物碳源。中国专利申请CN104560035A公开了一种以柑橘皮为碳源的碳量子点荧光标记材料，先将柑橘皮与水混合搅拌，再将混合液与浓硫酸混合搅拌，然后用氢氧化钠调节pH离心除去残渣，再加入二氯甲烷离心除去无荧光的脂溶性物质，常温下制备出荧光标记材料，该方法利用了废弃物作为碳源，但是制备过程用到许多其他有机试剂，而且步骤复杂，过程繁琐。中国专利申请CN105366659A公开了一种基于水果水热合成碳量子点的方法，使用了多种水果作为原料水热合成碳量子点，该方法制备的原始碳量子点荧光产率较低，极大的限制了碳量子点的应用。因此寻求一种优质碳源通过简便的合成方法来制备荧光量子产率高的碳量子点是非常必要的。

铜离子，人体中第三丰富的过渡金属离子，在生物系统中起着至关重要的作用。作为众多酶的辅酶因子，铜离子的含量过低或过高，都会对人体的生命系统造成巨大影响。目前对于铜离子检测的方法很多，主要有原子吸收光谱法、离子色谱与化学发光连用法、电感耦合等离子体法、电化学伏安法以及生物化学法等，虽然有些方法的精确度和灵敏度均能达到要求且技术成熟，但需要使用大型设备，且检测耗时较长，选择性差，限制了它们的应用。而荧光探针法因其较高的灵敏度，易操作，光谱干扰少，吸收波段宽，同时可以一点吸收多点发射等优点，已逐渐成为离子检测良好的代替者。因此，开发高灵敏度和生物毒性低的铜离子检测方法以实现微量铜离子的检测是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以杨桃为碳源的碳量子点的制备方法及其在铜离子检测中的应用。

实现本发明目的的技术方案如下：

以杨桃为碳源制备碳量子点的方法，包括以下步骤：

将新鲜杨桃汁和聚乙烯亚胺(PEI)混合搅拌，在120～180℃下进行水热反应，反应结束后滤膜过滤，滤液透析，得到氨基官能化的碳量子点。

优选地，所述的水热反应时间为10～12h。

优选地，所述的过滤使用0.22μm微孔滤膜过滤。

优选地，所述的透析使用分子量为1000Da的透析袋，透析时间为48h。

本发明还提供上述方法制得的碳量子点。

进一步地，本发明提供上述碳量子点在铜离子检测中的应用，包括以下步骤：将待测的铜离子溶液加入到氨基官能化的碳量子点的水溶液中，待反应平衡后检测其荧光强度，并根据荧光强度与铜离子浓度的线性关系，计算得到待测的铜离子溶液中铜离子的浓度。

优选地，所述的碳量子点的水溶液的浓度为0.05mg/ml，溶液的pH为4.0～6.0；

优选地，所述的反应平衡所需时间为2min。

优选地，所述的检测荧光强度时的激发波长为353nm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：