[发明专利]铅掺杂PEG钝化石墨烯量子点荧光探针检测多种重金属离子的方法

说明书

本发明公开了一种铅掺杂PEG钝化石墨烯量子点荧光探针检测多种重金属离子的方法。将甘蔗糖蜜溶于去离子水，加入Pb(Ac)2；超声、离心后取上清液于反应釜中，烘箱中反应，过滤，得铅掺杂碳量子点原液；用聚乙二醇类钝化剂稀释，得聚乙二醇钝化铅掺杂碳量子点溶液；加入或不加入掩蔽剂，加入待测溶液；用聚乙二醇类钝化剂将溶液定容，摇匀、静置；通过荧光强度结果计算重金属离子含量。本发明不仅能检测单一金属离子存在下的七种金属离子中的任一种，还能在14种金属离子混合溶液中选择性检测Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺三种金属离子，该法检测速度快，检测灵敏度高，检测限低，能应用于纳米医药、生物成像、生物传感和化学传感等领域。

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料领域，特别涉及铅掺杂PEG钝化石墨烯量子点荧光探针检测多种重金属离子的方法。

背景技术

重金属是指密度大于4.5g/cm³的金属，原子序数从23(V)至92(U)的天然金属元素有60种，除其中的6种外，其余54种从密度上讲都是重金属(朱建龙，徐伟杰，郭硕铖，周佳燕，陆彤，刑沛红，蔡强，孙荣.水体重金属污染危害及治理技术[J].现代农业科技，2022(06)：129-132.)，重金属污染及其造成的环境污染和健康问题已成为世界性的重大难题之一。水体重金属离子的污染主要有汞、镉、铅、铬等金属离子，它们会对生物体会产生很强的毒性，例如铅离子会影响神经系统、消化系统以及心脏的正常运行，同时通过生物链的传递作用富集在人体中(魏思翔.水体重金属污染的危害与防治对策[J].化学工程与装备，2022(02)：240-242.)，重金属污染会对人体尤其是儿童造成严重危害，缺铁会导致人体贫血，而铁离子的过量摄入则会严重损伤人体器官；当铜离子的浓度超标或者不足时，会导致机体生理活动失衡，引起儿童智力下降，损伤肝脏等疾病(杨雅茹，钟瑶，李帅东，邓梦玲，杨希妍，杨雅茂，姚怡萍.水产品中重金属对人体的危害研究进展[J].农业技术与装备，2020(10)：55-56.)。因此，有必要发明一种用功能化石墨烯量子点检测多种重金属离子的方法。

石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots，简称GQDs)作为一种新型的准球形碳纳米材(黎剑辉，庄少玲.碳点的制备研究进展[J].稀有金属材料与工程，2019，48(10)：3401-3416.)，具有体积小、毒性低、强光致发光、光学稳定行好等优点，是分析检测领域的研究热点。杂原子掺杂是提高碳点荧光性能的重要手段之一，石墨烯量子点容易通过掺杂金属离子进行表面修饰调节其带隙，改变电子跃迁方式，实现对碳点荧光性能的调节，因此在分析检测领域、生物成像检测领域、生物传感检测领域、医药医学领域等应用方面具有巨大的应用前景。

目前检测重金属离子的方法主要有氧化还原滴定法、重量法、原子吸收光谱法、等离子体法和比色法等，其中比色法是实验室检测与工业废水检测重金属使用最多的一种方法，但是检测精准度不高(夏绪红，陶小庆，崔龙.探究食品中重金属检测技术及其发展[J].食品安全导刊，2022(01)：183-185.)；原子吸收光谱法存在检测时间长、基体干扰和背景吸收等问题(庄知佳，英世明，茅力，练鸿振.环境中重金属分析检测研究进展[J].贵州师范大学学报(自然科学版)，2021，39(06)：83-90.)；电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)所需设备十分昂贵，分析步骤多，而且对操作人员要求高(孙秀萍，曾雪嘉，唐思羽，高朝勇.水环境中重金属检测方法研究进展[J].资源节约与环保，2018(12)：113+116.)，以上方法存在检测周期长、分析步骤多、杂质干扰等缺点，极大制约它们在电催化、光催化、生物成像检测、环境检测等领域的商业化应用；此外，基于石墨烯量子点现有荧光检测技术大多只能检测Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺等中的某一种金属离子，而不能选择性检测多种金属离子。因此，寻找一种高效检测、快速灵敏的多种金属离子检测方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供铅掺杂PEG钝化石墨烯量子点荧光探针检测多种重金属离子的方法。