[发明专利]一种增强碳点对汞离子识别能力的方法

说明书

本发明公开了一种可控增强碳点对汞离子识别能力的方法，通过对碳点表面的官能团进行合理调控，弱化碳点对其他离子的识别能力，同时在碳点表面连接一段可以特异性识别汞离子的DNA序列，实现碳点对汞离子的选择性识别目的。该方法具有反应条件温和，操作简便，适用性强等优点，可广泛应用于化学、生物和材料科学等领域。

技术领域

本发明属于化学及材料学技术领域，具体涉及一种增强碳点对汞离子识别能力的方法。

背景技术

近年来，碳点作为一种新型可发光的碳纳米材料，因其优良的光学性质、低毒、水溶性好等特点，受到广泛关注，并在成像、催化和光电子等领域的传感应用越来越多。

其中，在传感应用领域，2012年的早期研究中报道了可以对铜离子选择性检测的碳点(Analyst 2012,137,2637-2642)，至此以后，关于设计和合成具有选择性识别金属离子碳点的报道层出不穷：如，Zhu等提出了在碳点表面固定N-(2-aminoethyl)-N,N,N′-tris(pyridin-2-ylmethyl)ethane-1,2-diamine分子，可以实现对铜离子的选择性检测(Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,7185-7189)；Huang等利用精氨酸和柠檬酸热解制备的碳点，荧光可以被汞离子选择性猝灭(Anal.Chim.Acta.2018,1035,203-210)。然而，上述报道通常在制备具有对金属离子选择性识别能力的碳点时，主要集中在寻找合适的合成前体、反应条件和后处理方法，这类方法具有一定的盲目性，且效率低下，不能实现有目的的调控，以达到对特定金属离子的选择性识别。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足提供一种增强碳点对汞离子识别能力的方法，以实现碳点对汞离子的选择性识别。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种增强碳点对汞离子识别能力的方法，包括如下步骤：

1)合成碳点，并通过超滤得到小于3K的碳点I；

2)将步骤1)所得碳点I分散于有机溶剂中，然后加入二氯亚砜，加热蒸干，得酰氯化的碳点II；

3)将所得酰氯化的碳点II分散于超干乙腈中，然后加入带氨基环炔的有机溶液中进行搅拌反应，再次加热蒸干，然后将蒸干产物加入二氧六环中进行超声分散，再加入1,3-丙烷磺内酯和催化剂，进行水浴搅拌反应，然后进行透析除盐，得碳点III(pC-dots)；

4)将步骤3)所得pC-dots加入一端修饰了叠氮基团的富含T碱基的DNA序列，进行震摇，利用环张力的点击反应，在pC-dots表面连接上一段可以特异性识别汞离子的DNA序列，即得可提高对汞离子识别能力的碳点pC-dots-DNA。

上述方案中，步骤1)中所述合成碳点的方法为利用混酸回流氧化碳纤维的方法，具体包括如下步骤：将碳纤维粉末加入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，加热至沸腾并保温反应，冷却至室温后调节至pH为4～5。

上述方案中，步骤2)中所述有机溶剂为无水乙腈。

上述方案中，步骤2)中所述碳点I与二氯亚砜的用量比为(2～3):1mg:mL。

上述方案中，所述加热蒸干温度为60～70℃。

上述方案中，碳点I与带氨基环炔的质量比为(2～3):1。

上述方案中，所述带氨基环炔可选用氮杂二苯并环辛炔胺或氮杂二苯并环辛炔-PEG4胺，等。

上述方案中，步骤3)中所述催化剂为三乙胺。

上述方案中，所述碳点I与1,3-丙烷磺内酯的质量比为(2～3):250；碳点I与催化剂的用量比为(2～3):0.4mg:mL。