[发明专利]铜掺杂碳量子点及其制备方法和作为探针在过氧化氢检测中的应用

说明书

本发明公开了一种铜掺杂碳量子点及其制备方法和作为探针在过氧化氢检测中的应用，该制备方法包括：将EDC、乙酸铜和水混合，得到澄清透明的溶液，将所得溶液经水热反应，离心后收集产物，得到铜掺杂碳量子点。本发明所制备的铜掺杂碳量子点荧光量子产率高、分散性好、且可控，生产成本低，重现性好。将上述制备的铜掺杂碳量子点与H₂O₂反应产生OH^.导致铜掺杂碳量子点荧光上升。依据铜掺杂碳量子点荧光强度的变化与H₂O₂浓度的线性依赖关系，实现对H₂O₂的传感检测，该铜掺杂碳量子点应用于检测H₂O₂时，具备良好选择性和高灵敏度，且响应时间短、能够实时检测。

技术领域

本发明涉及纳米材料传感研究领域，具体地，涉及一种铜掺杂碳量子点及其制备方法和作为探针在过氧化氢检测中的应用。

背景技术

碳点是一类新的荧光碳同素异形体，可根据其物理和化学性质分为碳量子点(CQDs)，碳纳米点，大多数CQD发射，激发，pH，呈荧光依赖性。在极少数情况下，它们的发射是激发和pH不依赖的，并且表面官能团和掺杂剂的参与能极大地改变CQD的光学特征。由于CQD毒性低，易于功能化，优良的亲水性和分散性，高度的结构稳定性和荧光稳定性，使其成为生物医学保健科学领域中生物传感器，生物成像，药物载体和纳米医学的潜在探针。

目前，针对H₂O₂的检测方法主要包括电化学方法，分光光度法，化学发光和荧光光谱法。由于荧光光谱法高灵敏度和高时空分辨率引起了相当多的关注。

而铜是一种植物和动物包括人体必需的矿物质，铜还可以作为抗氧化剂，减少损害的自由基。结合这两点，我们选择合成不同的铜掺杂碳点，利用其对H₂O₂的不同响应，筛选其一作为荧光探针检测H₂O₂。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜掺杂碳量子点及其制备方法与应用，该铜掺杂碳量子点应用于检测H₂O₂时，具备良好选择性和高灵敏度，且响应时间短、能够实时检测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铜掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，包括：将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、乙酸铜和水混合，得到澄清透明的溶液，将所得溶液经水热反应，离心后收集产物，得到铜掺杂碳量子点。

优选地，在进行水热反应前，溶液中还添加有抗坏血酸，其中，抗坏血酸(AA)与乙酸铜的摩尔比为0.05：1。

本发明还提供一种铜掺杂碳量子点，所述铜掺杂碳量子点由前文所述的制备方法制得。

另外，本发明还提供一种利用前文所述的铜掺杂碳量子点作为探针在过氧化氢检测中的应用；所述应用的方法包括：

(1)将不同浓度的过氧化氢分别与碳酸盐缓冲溶液、纯化的铜掺杂碳量子点溶液混合、定容，得到待测溶液；

(2)将纯化的铜掺杂碳量子点溶液和碳酸盐缓冲溶液混合、定容，得到空白待测溶液；

(3)分别测定各待测溶液和空白待测溶液的最大荧光强度；

(4)以待测溶液的最大荧光强度和空白待测溶液的最大荧光强度的比值为纵坐标，过氧化氢的浓度为横坐标，建立荧光发射光谱曲线方程；

(5)测定待检测过氧化氢的最大荧光强度，然后根据荧光发射光谱曲线方程计算得到过氧化氢的浓度。