[发明专利]一种比色荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种比色荧光探针及其制备方法和应用，其中比色荧光探针是以发橙红色荧光的金纳米团簇与发蓝色荧光的乙二胺修饰的氧化石墨烯混合，在此混合溶液中加入铜离子使金纳米团簇的荧光猝灭，即构成比色荧光探针。在金纳米团簇与乙二胺修饰的氧化石墨烯的混合溶液中加入铜离子会使金纳米团簇的荧光猝灭，而氧化石墨烯蓝色荧光不变；再加入镉离子，会使金纳米团簇的橙红色荧光增强，同时氧化石墨烯的蓝色荧光不变，此时体系荧光颜色呈粉红色。此即构成了一个“开‑关‑开”型比色荧光探针，荧光颜色可呈“红‑蓝‑红”的变化。本发明比色荧光探针的镉离子检测限可低至33.33nM，且具有良好的选择性。

技术领域

本发明涉及一种比色荧光探针及其制备方法和应用，属于荧光分析及重金属离子检测领域。

背景技术

镉因具有诸多优良的性质，使其在冶金、电子、电气、原子能、电镀等领域得到了广泛的应用。但由于镉是一种毒性很大的重金属，对环境和人体的危害极大。因此，如何简便、快速、灵敏、准确、成本低廉地检测各种环境样品、工业废水以及生物组织里的镉离子含量引起人们极大的关注。

传统的镉离子检测方法主要有分光光度法、原子荧光法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射法、电感耦合等离子体质谱法等。这些方法均具有较高的检测灵敏度、较好的选择性以及准确的检测结果，但普遍缺点是仪器价格昂贵、体积大，检测时间长，并且样品预处理步骤复杂、时间长、易受污染等。为解决这些问题，国内外学者研究开发了许多快速检测镉离子的方法，目前主要有酶分析法、免疫分析法、试纸法、生物化学传感器法等。与传统的检测方法相比，大部分快速检测方法灵敏度和准确性较低，但其具有检测快速、操作简便、成本低廉等优点。

近年来，人们开展了纳米材料荧光探针的制备及其检测镉离子方面的研究工作，并已取得了诸多相关的进展，如：镉离子检测用量子点荧光传感器及其检测方法(CN103592276A)、检测镉离子的双功能磁性荧光探针制备方法及其应用(CN105400517A)、量子点-有机染料复合物关/开型镉离子比率荧光探针及其制备方法(CN102936501A)、一种镉离子和抗坏血酸检测用的碳量子点/金团簇比率荧光探针(CN106047342A)等。这些文献报道的内容不仅有效地发挥了上述两类方法的优点，而且较好地克服了其缺点。但这些方法在解决前述问题的同时，尚存在如下的不足：(1)有的专利中使用了有毒的量子点(如CN103592276A、CN105400517A、CN102936501A中报道的CdTe、CdS量子点等)来作为检测镉离子时的荧光材料；(2)有的专利中使用的荧光材料的制备条件较苛刻(如CN106047342A中碳量子点的水热制备条件为150℃～250℃、6～24h等)；(3)未能实现镉离子的现场实时快速可视化定量检测等。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在的不足，旨在提供一种比色荧光探针及其制备方法和应用，可克服现有技术存在的问题，拥有检测镉离子用的荧光材料无毒或低毒、制备方法较温和，对镉离子能进行现场实时快速可视化定量检测等特点。

本发明比色荧光探针，是以发橙红色荧光的金纳米团簇与发蓝色荧光的乙二胺修饰的氧化石墨烯混合，在此混合溶液中加入铜离子使金纳米团簇的荧光猝灭，即构成比色荧光探针。在金纳米团簇与乙二胺修饰的氧化石墨烯的混合溶液中加入铜离子会使金纳米团簇的荧光猝灭，而氧化石墨烯蓝色荧光不变；再加入镉离子，会使金纳米团簇的橙红色荧光增强，同时氧化石墨烯的蓝色荧光不变，此时体系荧光颜色呈粉红色。此即构成了一个“开-关-开”型比色荧光探针，荧光颜色可呈“红-蓝-红”的变化。

进一步地，金纳米团簇与乙二胺修饰的氧化石墨烯之间的体积比为2.0～3.0:1。

本发明比色荧光探针的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：金纳米团簇(GSH-AuNCs)的制备