[发明专利]一种基于黄酮苷及其衍生物合成的碳量子点便捷式检测铝离子的方法

说明书

一种基于黄酮苷及其衍生物合成的碳量子点便捷式检测铝离子的方法，是以黄酮苷及其衍生物为前体合成发射峰位于400‑480nm的蓝色荧光碳量子点；再以铝离子诱导上述蓝色荧光碳量子点产生发射峰位于490‑580nm的绿色荧光；然后在紫外光照射下，获取铝离子诱导后的碳量子点彩色荧光照片，利用RGB法对照片进行分析以检测出铝离子的浓度。本发明提供了以黄酮苷及其衍生物合成碳量子点，并基于碳量子点构建便携式检测Al³⁺的策略。根据紫外光照射下，碳量子点不同荧光颜色的变化来定量Al³⁺。如此，只要借助智能手机和RGB分析软件就能分析不同浓度样品在紫外光照射下的荧光颜色变化，就能实现对金属离子的快速检测。

技术领域

本发明主要涉及一种检测铝离子的方法，具体涉及一种基于黄酮苷及其衍生物合成的碳量子点便携式检测铝离子的方法。

背景技术

铝是地壳中含量最高的金属元素，广泛用于水处理、铝制容器、食品添加剂等方面，从而使水中和食品中的铝离子(Al³⁺)浓度增加。铝离子在人体中缓慢积累，可能对人类健康构成危害(阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病)。世界卫生组织(WHO)规定，人的平均铝摄入量约为3-10mg/天。传统的检测铝离子的方法主要包括原子吸收光谱法，原子发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法等。因这些方法需要昂贵的仪器、样品前处理复杂、分析时间长，且携带不便，难以满足现场即时快速检测的要求。因此，亟需开发一种经济、简单、快速、便携式的新型检测策略用于高灵敏检测铝离子。

碳量子点(Carbon dots,CDs)是一种新型的荧光纳米材料，由于其合成简单、光学性质优异等特性被广泛研究。水热法是合成CDs最为热门的方法，通过直接加热富含碳的小分子的溶液而合成CDs。水热法合成前体来源广泛且成本低廉，如氨基酸、柠檬酸、乙二胺等化学物质都可作为合成CDs的前体。因合成CDs的表面功能基团可以通过螯合作用与金属离子相互作用，基于不同前体物质合成的CDs实现了对多种金属离子的灵敏检测。

基于比色的检测方法因检测信号易读出、成本较低而备受关注。该方法因基于吸收率的变化，其灵敏度和准确性较低。为了进一步提高比色传感器的灵敏度和准确性，使用两种不同颜色的荧光纳米材料构建比例型探针，可以有效消除光源波动、环境不确定性等影响，提高检测灵敏度。目前，基于碳量子点、半导体量子点、金属纳米簇等纳米材料的双色荧光探针，实现了对金属离子、小分子的高灵敏检测。然而，这种基于荧光的比色检测技术，通常需要调整两种不同颜色的荧光纳米材料的荧光强度比，从而使检测过程较为复杂。

最近，基于智能手机的便携式检测方法改善了基于荧光的比色检测技术，满足了现场实时检测的要求。借助手机上的分析软件(Image J，RGB Picker等)对样品的彩色照片进行RGB(红、绿、蓝三个颜色通道的色彩模式)分析，基于不同颜色通道的颜色强度比值可实现对目标物的实时便携式检测。因只需要借助智能手机、分析软件和紫外灯，该方法可简单、快速、便携式地检测金属离子。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于黄酮苷及其衍生物合成的碳量子点便捷式检测铝离子的方法，通过利用黄酮苷及其衍生物合成的碳量子点(CDs)，并基于该CDs实现对铝离子(Al³⁺)的便携式检测。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于黄酮苷及其衍生物合成的碳量子点便捷式检测铝离子的方法，该方法步骤如下：

A.以黄酮苷及其衍生物为前体合成发射峰位于400-480nm的蓝色荧光碳CDs；

B.以铝离子诱导上述蓝色荧光CDs产生发射峰位于490-580nm的绿色荧光；

C.在紫外光照射下，获取Al³⁺诱导后的CDs彩色荧光照片，利用RGB法对该照片进行分析以检测出Al³⁺的浓度。

较佳的，上述步骤A中提及的黄酮苷及其衍生物为柚皮苷、橙皮苷或橘皮苷及其衍生物中的一种或几种。