[发明专利]一种量子点-MXene荧光传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种量子点‑MXene荧光传感器及其制备方法及应用。本发明述制备方法包括如下步骤：(1)制备Glu‑His‑GQDs产品；(2)制备适配体连接物；(3)制备MXene溶液；(4)制备石墨烯量子点‑MXene荧光传感器。本发明所制备的荧光传感器具有易于合成、低成本、高光稳定性和低毒性的特点，对氧化乐果具有高灵敏度，高特异性，在环境监控以及市场的食品安全监控中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及化学传感器的构建和应用技术领域，尤其涉及一种量子点-MXene荧光传感器及其制备方法和应用。

背景技术

有机磷农药作为杀虫剂、杀真菌剂和除草剂用途广泛，几十年来一直在世界范围内的农业害虫防治中持续使用。在受污染的水资源、水果、蔬菜和加工食品中广泛使用有机磷农药会对鸟类、鱼类和人类等各种非目标生物的健康产生不利影响，由于暴露于有机磷农药而引起的主要急性毒性是抑制乙酰胆碱酯酶的活性，从而导致积累胆碱毒性。有机磷农药的过量使用，对人体健康构成威胁，对生态造成危害，因此开发有效的检测方法非常重要。氧化乐果是一种化学结构最简单的有机磷农药，由于缺乏灵敏的发光团和电化学活性基团，很难用传统的光学分析或电化学方法直接测定氧化乐果。菠菜是一种营养丰富且在我国普遍食用的蔬菜，是维生素K、C、A、E和B6以及必需矿物质包括铁、镁和钾元素的重要来源，菠菜生长过程中叶片容易受到病虫侵害。迄今为止，建立一种选择性好、灵敏度高、方便的检测方法来测定菠菜中低含量氧化乐果仍然是一个挑战。

大多数报道的氧化乐果检测方法是气相色谱法、液相色谱、气相色谱/质谱毛细管电泳法。这些方法往往包含复杂的分离过程如磁选和固相微萃取。其他方法如电化学分析、表面拉曼增强和光学分析方法也有报道用于测定氧化乐果。电化学传感法和表面拉曼增强法具有快速、灵敏度和低成本的特征，但信号的不稳定性限制了其在农残检测中的广泛应用。近年，荧光传感器因高的灵敏度和良好的选择性而备受关注，并广泛应用于生物医学诊断，环境监测、食品安全和质量控制。

发光材料的光学性质是影响荧光法分析的关键因素之一。多种发光材料被合成且应用于荧光检测中，包括有机染料，半导体纳米材料，金属纳米簇、石墨烯量子点和稀土上转换纳米粒子。有机荧光团的发现从根本上改变了生物医学研究的格局，但是光稳定性差使其难以长期成像；半导体量子点由于其高荧光强度和光稳定性而被认为是有前途的替代方案，但是半量子点有毒且难溶。金属纳米簇表现为较低的毒性和令人满意的肾脏清除能力，但是大多数贵金属纳米簇的荧光量子产率仍然很低。尽管稀土上转换纳米粒子比其他荧光同类产品具有许多优异的优势，但仍然受许多因素如吸收效率低、表面缺陷不可忽略、浓度猝灭等导致的发光效率差的困扰。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种量子点-MXene荧光传感器及其制备方法和应用。本发明所制备的荧光传感器具有易于合成、低成本、高光稳定性和低毒性的特点，对氧化乐果具有高灵敏度，高特异性，在环境监控以及市场的食品安全监控中具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种石墨烯量子点-MXene荧光传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备Glu-His-GQDs产品：制备柠檬酸、谷胱甘肽与组氨酸混合溶液，蒸发去除水分后，加热得到Glu-His-GQDs固体粉末；加水溶解后调pH值至7.0，得到Glu-His-GQDs溶液，透析、真空干燥得到Glu-His-GQDs产品；

(2)制备适配体连接物：将步骤(1)制备的Glu-His-GQDs产品溶于缓冲溶液中得到Glu-His-GQDs悬浊液，调pH值至5.0，加入活化剂，搅拌孵育后，调pH值至7.4，再加入氧化乐果适配体，搅拌反应后离心，所得上层清液即为适配体连接物；

(3)制备MXene溶液：将MXene加入聚四氟乙烯反应釜，通入氟化氢，超声3～8h后，加入无水乙醇继续超声10～60min后，过滤或离心得到MXene二维纳米片，加水制得MXene溶液；