[发明专利]高效多孔超顺磁性氟离子双荧光检测探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效多孔超顺磁性氟离子双荧光检测探针及其制备方法。所述探针包括自荧光标记物和猝灭荧光探针；所述自荧光标记物为含有有机硅烷官能化碳点的介孔二氧化硅，所述猝灭荧光探针为纯碳点和镍离子的螯合物。该探针具有双荧光团、可重复使用，可以很好的监测水环境中氟离子的实时浓度，F离子的最低检测限低至65 nM，线性响应范围为1～25μM，具有很好的敏感性和选择性；同时，可高效吸附去除氟离子，在自来水中对氟离子的去除有效率高达96%，且可重复回收利用；并且具有极好的生物相容性、良好的细胞通透性和低细胞毒性，在细胞内、外环境中检测氟离子方向上显示出巨大的潜力，绿色环保，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于功能纳米材料技术领域。更具体地，涉及一种高效多孔超顺磁性氟离子双荧光检测探针及其制备方法。

背景技术

氟离子(F^-)广泛分布在环境系统和生物过程中，适量摄入氟离子有益于牙齿和骨骼的健康，但过多或过少的摄入氟离子都会对人体产生不良影响，可能会引起全身性疾病，例如氟中毒和骨质疏松症等。因此，精确检测和控制水资源中的氟离子浓度对人类极为重要。

目前科学界已经尝试了各种努力来开发用于检测氟离子的新方法和策略，包括光物理机制和氟化物诱导的化学反应机制。大多数光物理机制方法可以灵敏地响应氟离子去质子荧光转导，这些传感探针多配合有机大分子进行应用，例如，具有潜在毒性和有机溶剂依赖性的蒽和芘类物质。同时，酸根离子的干扰是不可避免的，并且探针的选择性将受到严重影响。高选择性氟化物诱导的化学反应机制方法是仅在小有机分子探针的基础上进行研究，最终目的是使发光体发光增强。然而，大多数氟化物诱导的化学探针是在有机介质中应用的，不能用于自来水中氟离子的检测。因此，上述化学反应机制探针的非水溶性、非再生性和生物毒性限制了它们在工业制造和环境系统中的实际应用。

碳量子点(CDs)由于尺寸小，生物相容性好，水溶性好，功能丰富等特点，在成像领域是传统有机分子的一种有吸引力的替代品。目前，大量实验集中于探索CDs作为检测探针的应用。但目前已报导的探针存在有潜在生物毒性、低比表面积、不能令人满意的分散性以及难以用肉眼在实际中应用等诸多不足，而且多为单荧光团，探针荧光较弱，对于金属离子的选择性和灵敏性不高，其在生态环境中的应用值得商榷，影响了现实生活中的进一步应用。

为了在生物介质中获得有效的灵敏度和实际应用，急需一种易于识别，且在可见光谱下具有良好的发光特性，并且具有高灵敏度和选择性、优异的分散性和低毒性的氟离子检测探针。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种高效的、可重复使用的和双荧光团复合的超顺磁性氟离子双荧光检测探针，这种荧光探针具有极好的分散性、优异的稳定性和极好的生物相容性，选择性好，灵敏度高，可以用于检测和去除自来水中的氟离子。

本发明的目的是提供一种高效多孔超顺磁性氟离子双荧光检测探针。

本发明另一目的是提供上述氟离子双荧光检测探针的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种高效多孔超顺磁性氟离子双荧光检测探针，包括自荧光标记物和猝灭荧光探针；所述自荧光标记物为含有有机硅烷官能化碳点的介孔二氧化硅，所述猝灭荧光探针为纯碳点和镍离子的螯合物。