[发明专利]一种用于汞离子检测的比率型荧光探针的制备方法

说明书

一种用于汞离子检测的比率型荧光探针的制备方法，属于高分子材料技术领域。包括以下步骤：首先调节软段结构，通过聚合得到不同结构的聚氨酯，将聚氨酯包埋量子点得到用于汞离子检测的荧光探针；然后，再以含苯并噁嗪环的邻苯二甲腈树脂作为碳源和氮源，通过水热法制备得到了具有稳定荧光的碳量子点；最后，将碳量子点与荧光探针通过一步共混法，得到比率型荧光探针。该方法制得的比率型荧光探针不仅大大提高了探针检测的稳定性，同时将探针转移至水性聚氨酯乳液中，得到的荧光薄膜同样能够实现对汞离子的识别。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种用于汞离子检测的比率型荧光探针的制备方法。

背景技术

随着现代化工业的迅速发展，有毒有害的排放废物从种类到数量都在与日俱增，特别是重金属及其化合物的污染尤为突出并且日益严重。其中，汞离子(Hg²⁺)的积累会对人体的肝脏、肾脏、神经元和免疫系统造成严重损害，导致臭名昭著的水俣病。因此，开发能够有效检测微量重金属离子浓度的灵敏分析工具具有重要意义。同时，发展快速便捷、低成本、简单可靠、便于现场检测的方法，也是当前重金属离子检测领域的研究热点。

半导体量子点作为一种能够检测重金属离子的纳米颗粒，一直以来受到研究者的广泛关注。但是高量子产率的半导体量子点通常都是油溶性，在水相中易聚集导致荧光淬灭，因此很难应用于各种水环境中重金属离子的检测。针对上述难题，研究者采用聚合物材料包埋量子点，成功将油溶性量子点转移到水相中，实现了其对于水相中各类重金属离子的检测。另外，在荧光探针分析中，单波段发射的荧光探针会受各类仪器波动等因素，致使荧光测试稳定性较差。因此设计开发具有多波段发射、且其中至少一个波段的荧光强度保持稳定的比率型荧光探针，可有效提高分析检测性能。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的问题，提出了一种用于汞离子检测的比率型荧光探针的制备方法。本发明通过设计不同结构的聚氨酯，将商用的油溶性ZnCdSe@ZnS量子点转移到水相中，得到可用于特异性检测水相汞离子的荧光探针(QD@PU)。同时为了提高汞离子检测的稳定性，制备了水溶性碳量子点，并构建了具有双波段发射特性的复合比率型荧光探针(CD-QD@PU)，显著提高了汞离子检测性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于汞离子检测的比率型荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将0.03份(物质的量)多元醇滴加至0.06份(物质的量)含催化剂的二异氰酸酯中，在70～90℃下反应，直到得到的产物中异氰酸基(-NCO)的含量达到5.8％(异氰酸基质量占产物总质量的百分比)，停止反应，得到预聚体；

步骤2、在步骤1得到的预聚体中依次加入0.01～0.03份(物质的量)2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、0.01～0.03份(物质的量)1,4-丁二醇(BDO)，70～90℃下反应，反应完成后自然冷却至室温，采用二氯甲烷稀释后取出，得到质量浓度为40wt％的聚氨酯溶液；

步骤3、取2份(质量)的二氯甲烷，向其中加入0.025份(质量)步骤2得到的聚氨酯溶液和0.05～0.2份(质量)量子点溶液，混合均匀后加入10份(质量)的去离子水中，密闭搅拌6～10h后，敞开体系继续搅拌6～10h，得到荧光探针；

步骤4、将0.00025～0.001份(物质的量)含苯并噁嗪环的邻苯二甲腈树脂和0.05份(质量)的浓硫酸，加入10份(质量)的去离子水中，搅拌混合均匀后，转移至高压釜中进行水热反应，反应温度为200℃，反应时间为10小时，反应完成后，冷却至室温，取出上清液过滤得到碳量子点溶液；

步骤5、按照体积比为1：1，将步骤3得到的荧光探针和步骤4得到的碳量子点溶液混合，搅拌反应4～6小时，即可得到用于汞离子检测的比率型荧光探针。