[发明专利]检测铜离子的荧光探针及其制备方法、检测方法和应用

说明书

本发明公开了一种检测铜离子的荧光探针及其制备方法、检测方法和应用。该荧光探针通过将聚乙烯亚胺和1,1,2,2‑四‑(4‑羧基‑(1,1‑联苯))乙烯在超声条件下混匀形成。本发明利用聚乙烯亚胺的性质，一方面作为增强1,1,2,2‑四‑(4‑羧基‑(1,1‑联苯))乙烯荧光的络合剂，使其荧光量子产率由1.13％提升到39.66％；同时另外一方面也作为特异性检测Cu²⁺的螯合剂。此外，本发明所合成的荧光探针制备条件温和，步骤简便，在水中溶解性好，能适合水溶液检测的需求，且光稳定性强，荧光受环境影响小，目视荧光变化效果好，且对Cu²⁺具有较高选择性和灵敏度，在环境监测系统中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于化学分析和环境安全检测领域，具体涉及一种检测铜离子的荧光探针及其制备方法、检测方法和应用。

背景技术

重金属离子的毒性和存在形式是危害人们身体健康的主要问题，许多国家都遭受重金属离子的污染。铜离子是一种重金属离子，常常在废水中通过食物链而进入餐桌。虽然铜离子是人体必需的微量元素，但是过多的摄取铜离子，会增加肝脏和肾脏的负担，从而导致威尔逊病、阿尔茨海默病等疾病。

目前对于废水和食品中的铜离子的特异性检测大多采用的还是原子吸收光谱法和比色法，这些方法灵敏度低、操作复杂且费用较高。荧光分子探针技术作为新型检测技术得到了更多的关注，但普通荧光分子探针在水溶液中对于金属离子的选择性较差，且荧光量子产率不足。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种检测铜离子的荧光探针，具体采用以下的技术方案：

一种检测铜离子的荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙烯亚胺和1,1,2,2-四-(4-羧基-(1,1-联苯))乙烯在超声条件下混匀，形成所述荧光探针。

优选地，聚乙烯亚胺和1,1,2,2-四-(4-羧基-(1,1-联苯))乙烯的质量比为10:1。聚乙烯亚胺与1,1,2,2-四-(4-羧基-(1,1-联苯))乙烯可以通过聚乙烯亚胺的氨基与1,1,2,2-四-(4-羧基-(1,1-联苯))乙烯的羧基发生共价结合，先在磁力搅拌的条件下，将以上两种物质按10:1的质量比在磁力搅拌下混合均匀，并在超声的条件下，复合物会形成直径在10nm以下的荧光材料，将复合物透析3天，除去未反应的1,1,2,2-四-(4-羧基-(1,1-联苯))乙烯，放置在4℃备用。

根据上述方法得到的荧光探针可以应用在废水检测和食品检测中，其对Cu²⁺浓度的检测范围在10-250nM，检测限为1.1nM。基于聚乙烯亚胺对Cu²⁺的螯合作用，可以特异的捕获Cu²⁺而达到检测的目的。上述荧光探针可用于水中Cu²⁺的检测分析(检测食品时可取样后进行提取溶解)；其具体检测方法包括以下步骤：将荧光探针溶于水加入待检测液中，根据荧光强度和标准曲线得到待检测液中铜离子的浓度；所述标准曲线根据以下步骤制得：配制5-500nM的一系列铜离子浓度标准溶液和0nM铜离子浓度的空白溶液，将荧光探针加入到上述各个标准溶液和空白溶液中，混匀后测定各个标准溶液和空白溶液的荧光强度，以各个标准溶液的荧光强度与空白溶液的荧光强度的差值为纵坐标，铜离子浓度为横坐标制成标准曲线。

本发明的有益效果为：

(1)本发明巧妙的利用聚乙烯亚胺的性质，一方面作为增强1,1,2,2-四-(4-羧基-(1,1-联苯))乙烯荧光的络合剂，使其荧光量子产率由1.13％提升到39.66％；同时另外一方面也作为特异性检测Cu²⁺的螯合剂。