[发明专利]石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：(1)将柠檬酸、组氨酸溶于水中并搅拌均匀，于170～190℃下加热2～3小时，得到组氨酸功能化石墨烯量子点；(2)将步骤(1)得到组氨酸功能化石墨烯量子点分散于水中，调节溶液的pH为6～8；然后在不断搅拌的条件下，向溶液中加入三氯化钌溶液，静置后收集产物，干燥；(3)将步骤(2)得到的干燥产物研磨后，在氮气气氛中于300～600℃下煅烧，得到所述石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子。本发明的石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子，具有很高的催化活性，能够用于有机磷农药的检测。

技术领域

本发明涉及生物传感技术领域，具体涉及一种石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子及其制备方法与应用。

背景技术

有机磷农药(OPs)在世界范围内广泛用于提高农业生产力，但农药的过度使用可能引发生态系统污染，并对人类健康构成巨大的潜在威胁。因此，建立一种超灵敏、准确的农药残留快速筛选方法具有重要意义。

目前，有机磷农药的检测手段主要包括液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、液相色谱-质谱法(LC-MS)等。尽管这些方法灵敏度高，成本也高，操作复杂，不适合快速检测。

金属纳米粒子介导的分析方法是利用金属纳米粒子的强氧化性和催化性，实现信号转换从而对目标物进行分析。金属纳米粒子介导的分析方法检测快速、操作简单、灵敏度高，近年来成为分析领域的研究热点之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子的制备方法，由该方法制备的石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子，具有很好的催化活性，可用于检测有机磷农药敌敌畏，检出限低至3ng/ml。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明第一方面提供了一种石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)将柠檬酸、组氨酸溶于水中并搅拌均匀，在170～190℃下加热2～3小时，得到组氨酸功能化的石墨烯量子点；

(2)将所述组氨酸功能化的石墨烯量子点分散于水中，调节溶液的pH为6～8；然后在不断搅拌的条件下，向溶液中加入三氯化钌溶液，静置后收集产物，干燥；

(3)将步骤(2)得到的干燥产物研磨后，在氮气气氛中以1～10℃·min^-1的升温速率程序升温至300～600℃，然后煅烧1～10h，冷却后，即得到所述石墨烯量子点功能化的钌纳米粒子。

本发明步骤(1)中，采用组氨酸对石墨烯量子点进行改性，得到的组氨酸功能化石墨烯量子点中含有咪唑基团，从而后续可以络合钌金属离子。

进一步地，步骤(1)中，所述柠檬酸和组氨酸的比例为0.5～1.5:1，优选为1:1。

进一步地，步骤(1)中，所述加热的温度为180℃，加热的时间为2.5h。

进一步地，步骤(2)中，所述组氨酸功能化石墨烯量子点的分散方法为：将组氨酸功能化石墨烯量子点加入水中，超声和搅拌30～90min，从而使所述组氨酸功能化石墨烯量子点分散于水中。

进一步地，步骤(2)中，采用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液调节溶液的pH为7。

进一步地，步骤(2)中，静置后，对溶液进行真空抽滤，然后收集固体并干燥。

进一步地，步骤(2)中，所述干燥的温度为55～75℃，干燥的时间为6～10h。

本发明步骤(3)中，在氮气气氛中将干燥产物在300～600℃下煅烧，从而使得钌金属离子还原成为纳米粒子。进一步地，所述煅烧的温度为500℃。