[发明专利]一种席夫碱功能化的石墨烯量子点复合荧光探针及其应用

说明书

本发明公开了一种席夫碱功能化的石墨烯量子点复合荧光探针(Schiff‑GQDs)及其应用，复合荧光探针为氨基化石墨烯量子点(N‑GQDs)与5‑(4‑(二苯氨基)苯基)噻吩‑2‑甲醛(TPA‑T‑CHO)交联而成。将该复合荧光探针制备成荧光化学传感器进行硝基芳烃类爆炸物的检测，改善了氨基化石墨烯量子点固体不发光的特性，并成功实现了对硝基芳烃类爆炸物的灵敏、可视化检测，为快速、廉价、准确、可视化检测硝基类爆炸物含量提供可靠的检测方法。

技术领域

本发明涉及一种荧光探针及其应用，特别是涉及一种石墨烯量子点复合荧光探针及其应用。

背景技术

目前，几乎所有的爆炸物都含有2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、2，4-二硝基甲苯(2，4-DNT)、2，4，6-三硝基苯酚(PA)等硝基芳烃类化合物。该类化合物如接触硝基芳烃类化合物会导致诸多健康问题；在环境监测中，对土壤和地下水中硝基芳烃类化合物的高灵敏检测也是亟待解决的关键问题。因此，研究开发对硝基芳烃类爆炸物超灵敏识别和检测尤为重要。

对于硝基芳烃类爆炸物检测的手段，例如气相色谱法、质谱法、离子迁移率光谱法、拉曼光谱法、荧光光谱法、X射线成像法、电化学分析法等；这些方法虽然可以实现对硝基芳烃类爆炸物的检测，但往往都存在着缺乏便携性、预处理复杂、需要精密仪器操作以及检测缺乏选择性、无法满足现场监测等问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的之一是提供一种席夫碱功能化的石墨烯量子点复合荧光探针，可快速、高效、可视化检测硝基芳烃类爆炸物；本发明的目的之二是提供一种席夫碱功能化的石墨烯量子点复合荧光探针的应用。

技术方案：本发明所述的一种席夫碱功能化的石墨烯量子点复合荧光探针，该探针具有如下式(I)所示的结构式：

其中，该复合探针为氨基化石墨烯量子点(N-GQDs)与5-(4-(二苯氨基)苯基)噻吩-2-甲醛(TPA-T-CHO)交联而成。

上述复合荧光探针的制备方法是一种对痕量爆炸物可视化检测的石墨烯量子点荧光探针的化学制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将氨基化石墨烯量子点(N-GQDs)与5-(4-(二苯氨基)苯基)噻吩-2-甲醛(TPA-T-CHO)分别溶解于溶剂中，进行超声分散，再将两者进行混合得到混合液；

(2)向混合液中加入催化剂、无水硫酸钠，惰性气氛下加热至110～120℃回流，反应16-24h；

(3)过滤除去硫酸钠，冷却静置过夜，冰浴析出后过滤，无水乙醇重结晶，即得复合荧光探针。

量取制备好的氨基化石墨烯量子点复合荧光化合物溶液，再加入不同浓度的PA溶液，混合均匀，检测其在激发波长为380nm时的荧光强度。

优选地，催化剂为冰醋酸。

优选地，氨基化石墨烯量子点(N-GQDs)与TPA-T-CHO的质量比为1∶7～9。

本发明还提供了上述席夫碱功能化的石墨烯量子点复合荧光探针在硝基芳烃类爆炸物检测中的应用。

进一步地，将石墨烯量子点复合荧光探针制备成荧光化学传感器进行硝基芳烃类爆炸物的检测；制备成试纸荧光传感器和纳米纤维荧光传感器。

试纸荧光传感器的制备过程包括：将复合荧光探针溶于溶剂中得到探针溶液，取试纸浸泡于探针溶液中，后取出干燥即制备得到试纸荧光传感器。具体的：以无水乙醇为溶剂，将复合荧光探针配制探针溶液，用试纸浸泡于溶液中，后取出干燥即制备得到试纸荧光传感器。优选地，探针溶液的质量浓度1～2mg/mL，试纸浸泡时间为24～48小时。该传感器具有良好的选择性和抗干扰能力，并能实现检测过程的可视性。