[發明專利]一種雙通道熒光鈾酰離子探針及其應用

有效

• 申請號: 201711131098.4
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107828417B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 王素華;陳欣峰;張奎;余歡;岳季;殷冉皓
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明屬于放射性元素的分析方法領域，特別涉及一種利用雙通道熒光鈾酰離子探針分析檢測痕量放射性元素的方法。該探針基于半導體量子點?碳量子點雙通道熒光信號構建，主要包括以下步驟：(1)合成綠色熒光碳量子點，(2)合成紅色熒光鎘系量子點，(3)制備探針。檢測原理是通過鈾酰離子可以猝滅紅色量子點熒光，而碳量子點的綠色熒光信號則保持穩定不變，通過測試樣品濃度與紅綠熒光信號比值之間的線性關系，實現待測樣品的定量檢測。本發明方法在一定程度上可以避免使用大型儀器，僅需一個手持式紫外燈就可進行可視化檢測，操作簡單，方便快速，省略了預處理過程，能實現對溶液中痕量鈾酰離子的高靈敏性選擇性檢測。

技術領域

本發明屬于放射性元素的分析方法領域，特別涉及一種利用雙通道熒光鈾酰離子探針分析檢測痕量放射性元素的方法。

背景技術

隨著社會的不斷發展，能源短缺問題逐漸成為當今社會的焦點，而核燃料作為新型燃料逐漸進入人們的日常生活中。鈾是核燃料主要元素之一，鈾礦的大量開采不可避免帶來鈾元素的污染。鈾元素的放射性和化學毒性，能夠誘發多種疾病，對骨骼，腎臟和循環系統等造成不可逆轉的損壞。鈾酰作為鈾元素在溶液和人體中最穩定的存在形狀，亟需一種快速準確的定量檢測方法。

近些年來，熒光檢測法由于其簡單、快速、準確而備受關注。但這些方法大多都是基于打開或關閉的方法來進行檢測，這種檢測方式容易受到外界環境的影響，從而導致測量結果不夠精確，而目前使用比率熒光檢測鈾酰離子的方式卻鮮有報道。

本發明針對現有技術的上述不足，旨在提供一種快速檢測各種水樣中痕量鈾酰離子的檢測方法，所要解決的技術問題利用碳點熒光信號做內標，量子點熒光信號的猝滅做測量，達到雙通道熒光信號，從而實現定性和定量的檢測，能應用于不同水體中鈾酰離子的的檢測分析。

發明內容

一種雙通道熒光鈾酰離子探針，該探針基于半導體量子點-碳量子點雙通道熒光信號構建，主要包括以下步驟：

(1)合成碳量子點：將檸檬酸和尿素按1:3～1:8的摩爾比溶解于去離子水，形成前軀體溶液，將前軀體溶液在180℃～220℃高溫下熱解1～5h，降至室溫,將所得的固體溶解,得到的溶液透析過后備用。

(2)合成紅色熒光鎘系量子點：將氯化鎘與3巰基丙酸按1：2～1：3的摩爾比溶于pH值為9～12的水中；將硼氫化鈉和碲粉按2：1～10：1的摩爾比加入水中，在冰浴氮氣下反應生成碲氫化鈉，用過量的稀硫酸溶液和碲氫化鈉反應生成的H₂Te直接通入上述鎘溶液中，鎘與碲的摩爾比在1：0.2～1：0.8之間，攪拌15～30分鐘后加熱回流。控制回流時間，得到熒光發射峰位在640nm的碲化鎘量子點；利用丙酮純化一次以去除原始溶液未反應物質，備用。

(3)制備探針：將步驟(1)和步驟(2)的產物，在超純水中按照1：5～1：10的摩爾比混合，得到所需的雙通道熒光探針。

步驟(1)中，所述碳量子點為任一種發射綠色熒光的碳量子點。

步驟(2)中，所述碲粉可換為碲/硫粉、硒粉、硒/硫粉或硫粉中的任一種，所制得的鎘系量子點為對應為CdTe、CdTe/CdS、CdSe、CdSe/CdS或CdS中任一種發射紅色熒光的量子點。

一種雙通道熒光鈾酰離子探針的應用，將待檢測的鈾酰溶液加入到置于比色皿中的雙通道熒光探針中進行熒光檢測，在0～250nM間隨著鈾酰濃度的增大，紅色熒光逐漸猝滅，在紫外燈能看到比色皿中溶液顏色由紅色逐漸變成綠色，據此確立溶液中鈾酰濃度與熒光猝滅強度之間的線性關系，得到溶液中痕量鈾酰離子的濃度。

本發明的有益效果如下：

1、本發明利用雙通道熒光信號檢測放射性元素，設計雙通道熒光探針，對溶液中痕量鈾酰離子進行熒光檢測，其線性范圍為1～250nM，檢測限為3nM，對于溶液中超過3nM的鈾酰離子可實現可視化檢測。