[發(fā)明專利]三聯(lián)吡啶基團修飾的石墨烯量子點的制備和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610375550.0
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN106047340B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王克志;亢思元
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C09K11/02;G01N21/31;G01N21/78
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光化學傳感領(lǐng)域，涉及三聯(lián)吡啶基團修飾的石墨烯量子點的制備方法及其在亞鐵離子光譜檢測和比色傳感等相關(guān)領(lǐng)域中的應用。

背景技術(shù)

鐵是生物體中含量最豐富的過渡金屬，在許多生命活動中扮演重要角色。其中亞鐵離子更是在氧氣運輸，DNA合成，電子轉(zhuǎn)移和酶反應等方面起到舉足輕重的作用。鐵元素含量與生物化學,藥理學和毒理學過程息息相關(guān)，生物體內(nèi)鐵元素的缺乏或過量都會破壞細胞的內(nèi)穩(wěn)態(tài)和新陳代謝過程。因此選擇性地檢測亞鐵離子對于人體健康具有十分重要的意義。

光譜法、色譜法、伏安法和電感耦合等離子體質(zhì)譜都曾用于鐵元素的檢測，相比之下，基于亞鐵離子與特定配體絡(luò)合的光譜檢測法是最簡單的，具有檢測速度快、環(huán)境污染小、靈敏度高、操作簡便、成本低等優(yōu)勢，若形成有色配合物，則可以對亞鐵離子進行比色傳感，實現(xiàn)快速簡便的定性和定量檢測。因此研究制備用于亞鐵離子檢測的光化學和比色傳感器具有重要的意義[J.P.Desvergne,A.W.Czarnik,Chemosensors of Ion and Molecule Recognition.Dordrecht,Netherlands:Kluwer Academic Publishers,1997]。不過，與Fe³⁺相比，高靈敏度、高選擇性光學傳感Fe²⁺的報道很少[P.Wu,Y.Li,X.P.Yan,CdTe Quantum Dots(QDs)based kinetic discrimination of Fe²⁺and Fe³⁺,and CdTe QDs-Fenton hybrid system for sensitive photoluminescent detection of Fe²⁺,Anal.Chem.,2009,81(15),6252-6257；Z.Q.Liang,C.X.Wang,J.X.Yang,H.W.Gao,Y.P.Tian,X.T.Tao,M.H.Jiang,A highly selective colorimetric chemosensor for detecting the respective amounts of iron(II)and iron(III)ions in water,New J.Chem.,2007,31,906-910.]，尤其比色傳感Fe²⁺極具挑戰(zhàn)性[K.Chaiendoo,T.Tuntulani,W.Ngeontae,A highly selective colorimetric sensor for ferrous ion based on polymethylacrylic acid-templated silver nanoclusters,Sensors and Actuators B 207(2015)658–667.]，因為傳感可能通過裸眼識別完成，不必借助光學儀器。

有機-無機復合材料是近年來傳感器開發(fā)的新方向，其中有機分子共價修飾石墨烯量子點形成復合材料在離子傳感領(lǐng)域更是一項新突破，形成的復合物在水體系中穩(wěn)定性高，在生物體系中具有良好的應用前景。我們組曾報道過一種基于納米二氧化硅亞鐵離子比色傳感器[J.Jia；H.Y.Zhou；S.Y.Kang；K.Z.Wang,Terpyridyl covalently functionalized silica microsphere for“naked-eye”colorimetric detection of ferrous ion in fully aqueous system,Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects 499(2016)54-59.]，與其相比，石墨烯量子點傳感器具有尺寸小，靈敏度高，檢測范圍大，生物相容性更好等優(yōu)點。由此可見，研究制備石墨烯量子點亞鐵離子比色傳感器具有巨大的應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是制備一種2,6-二(2-吡啶基)異煙酸共價修飾石墨烯量子點的復合材料傳感器，并用于高靈敏性和高選擇性檢測水體系中的亞鐵離子。傳感器的具體結(jié)構(gòu)如下式所示：