[发明专利]一种低共熔溶剂辅助合成荧光探针的方法及应用

说明书

本发明涉及一种低共熔溶剂辅助合成荧光探针的方法及应用。合成方法包括以下步骤：(1)将氢键供体与氢键受体混合，得到混合液，所述氢键受体包括金属，加热直至混合液变为均一透明的溶液，得到金属低共熔溶剂，即MDES；(2)将MDES制得MDES溶液；(3)将MDES溶液加热反应，冷却，得到碳点溶液；(4)将碳点溶液过滤，透析，得到含有荧光探针的溶液。本发明合成的探针可以用于检测食品中亚硝酸盐及监测水环境pH。本发明具有环境友好、绿色环保、低成本、荧光稳定、来源广泛、制备简单、量子产率高、水溶性好、选择性强、线性范围宽、检测灵敏度好等优点。

技术领域

本发明属于荧光纳米材料制备、食品、环境科学技术领域，尤其涉及一种低共熔溶剂辅助合成荧光探针的方法及应用。

背景技术

亚硝酸盐俗称工业盐，广泛用作着色剂、防腐剂、抗菌剂，并广泛用作食品工业的添加剂。然而，过量摄入亚硝酸盐会损害人体健康。它在人体内可转化为多种氮氧化物，并可在酸性介质中与胺等蛋白质代谢物发生反应，形成亚硝胺，具有严重的致癌风险。除此之外，血液中过量的亚硝酸盐还会将血红蛋白转化为高铁血红蛋白，从而干扰体内的氧运输系统，导致组织缺氧和血压降低。亚硝酸盐不仅在食品工业中广泛应用，还广泛存在于化肥降解、酸雨、工业废弃物等。因此，亚硝酸盐离子含量的监测对于人们的健康越来越重要。这促使我们需要建立一种高灵敏度、高选择性的方法。此外，亚硝酸盐的加入会极大地影响pH值，检测在不同pH值下的稳定性和荧光性能尤为重要，这为其未来在水环境pH监测中的应用奠定了基础。

目前，亚硝酸盐的检测方法有色谱法、毛细管电泳法、电化学法和荧光光谱法等。比色法是其中最常用的方法，已经使用了几十年。该方法简单、快速、成本低、应用广泛，但仍存在灵敏度低、毒性大、易被其他基质和阴离子干扰等缺陷。色谱法和电化学法灵敏度高，选择性好，但耗时长，不适合痕量检测。

目前，作为荧光传感器的荧光纳米材料种类繁多，如半导体量子点、聚合物点、荧光纳米金刚石、荧光纳米团簇等。然而，合成碳点的一系列荧光材料既昂贵又有害，且大多数荧光探针检测亚硝酸盐离子时需满足酸性条件。因此，开发一种绿色的替代材料仍然是十分必要的。

因此，针对于亚硝酸盐的大规模生产引起的食品问题，开发绿色友好碳量子点的前驱体制备方法，实现食品内亚硝酸盐的有效检测具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种低共熔溶剂辅助合成荧光探针的方法及应用，具有环境友好、绿色环保、低成本、荧光稳定、来源广泛、制备简单、量子产率高、水溶性好、选择性强、线性范围宽、检测灵敏度好等优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种低共熔溶剂辅助合成荧光探针的方法，包括以下步骤：

(1)将氢键供体与氢键受体混合，得到混合液，所述氢键受体包括金属，加热直至混合液变为均一透明的溶液，得到金属低共熔溶剂，即MDES；

(2)将MDES制得MDES溶液；

(3)将MDES溶液加热反应，冷却，得到碳点溶液；

(4)将碳点溶液过滤，得到含有荧光探针的溶液。

采用上述方案的有益效果包括：

本发明制备的荧光探针是基于金属型低共熔溶剂为前驱体、铁掺杂碳量子点荧光探针，低共熔溶剂具有极大的热稳定性、较高的原子经济性和生物降解性，符合“绿色化学”的概念，是有毒有机溶剂的强替代品。

本发明采用上述方法合成的荧光探针具有环境友好、绿色环保、低成本、荧光稳定、来源广泛、制备简单、量子产率高、水溶性好、选择性强、线性范围宽、检测灵敏度好等优点。且可实现食品与环境中亚硝酸盐检测，其在不同pH下独特的颜色变化，也可作为环境pH指示剂。