[發明專利]4-萘基-3-氨基硫脲修飾后碳量子點在檢測Fe3+

在審

• 申請號: 201711378764.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108007909A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 傅政;賀建同;劉園;賈豐春;喬月純
• 申請（專利權）人: 河南工學院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 馮譜

本發明公開了4?萘基?3?氨基硫脲修飾后碳量子點在檢測Fe3+中的應用。本發明通過采用水熱法首先合成了碳量子點。然后，通過在氨基硫脲分子中引入大的芳香基團?萘基，合成了4?萘基?3?氨基硫脲(NTSC)。以4?萘基?3?氨基硫脲對碳量子點表面進行修飾，來研究4?萘基?3?氨基硫脲修飾后碳量子點的熒光性能及對離子的識別作用。通過研究發現，修飾后的碳量子點不僅熒光發射可調控，而且光穩定性好，受pH值、離子強度和緩沖溶液影響小。相對于其他金屬離子，修飾后的碳量子點對Fe3+具有特殊選擇性。而氨基硫脲修飾后的碳量子點往往對銅離子具有高度識別作用，導致這一現象的原因，可能跟4?萘基?3?氨基硫脲分子中的萘基有關。當Fe3+濃度在0到0.20μM范圍內時，熒光強度與Fe3+濃度呈良好相關性，檢測限為1.68nM。值得注意的是，該探針水溶性極好、細胞毒性低、生物相容性和細胞膜通透性均好，還可對細胞內的Fe3+進行檢測分析。

技術領域

本發明涉及檢測技術，具體涉及4-萘基-3-氨基硫脲修飾后碳量子點在檢測Fe3+中的應用。

背景技術

作為細胞中含量最高的過渡金屬，鐵在人體中扮演著重要角色，許多生理過程如：氧氣的運輸與代謝、轉錄調控和電子傳輸等均需要鐵的參與。缺鐵和鐵含量過高均會導致各種疾病，如：貧血、帕金森綜合癥、阿爾茨海默氏癥和癌癥等。而血清鐵可以客觀地評估人體的營養狀況和診斷一些相關疾病。目前，測定鐵的方法有很多，如比色法、原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體質譜法等-。然而，在這些方法里存在有分析時間長，檢測需要精密儀器，樣品制備過程復雜等缺陷。相比之下，熒光分析法由于具有成本低、靈敏度高、反應速度快等優勢，為測定鐵提供了一個更好選擇。現在，基于不同材料的鐵離子探針，如：有機染料,、半導體量子點、熒光金屬納米簇等,已被開發利用。但是，這些報道的熒光探針仍存在：合成路線復雜、水溶性低、耐光性差及有毒性等弊端。因此，設計具有低細胞毒性、高水溶性、耐光性和生物相容性鐵離子探針已經變得越來越重要和緊迫。

近年來，熒光碳量子點由于具有合成簡單、水溶性好、耐光漂白性、強的化學惰性、低毒性和生物相容性而吸引了人們的注意力，基于此也應運而生了不同的鐵離子探針，如：Qu等用多巴胺作原料，采用水熱法合成了有著良好光學性能的碳量子點，并檢測Fe3+和多巴胺；Zhao等采用離子液體作原料合成出氮、硫共摻雜高熒光碳量子點，并用它檢測了Fe3+、Cu2+及細胞成像；Wen等第一次采用棉花作原料，用熱解微波法合成了熒光量子產率為14.8％的碳量子點。用其檢測Fe3+，檢出限為27μM；Hamed等用寡聚糖作碳源，堿作添加劑，采用熱氧化途徑合成了碳量子點，用它檢測生物樣品中Fe3+，檢出限達6.05μM等等。但是，在這些碳量子點基于的熒光探針中，有的熒光量子產率低，有的特異性差，有的靈敏度低，有的檢出限高等，為了進一步拓寬其應用領域，將納米材料上修飾具有選擇性識別作用的物質，是實現目標物特異性檢測的好方法。Zhao等用聚乙烯亞胺修飾碳量子點，得到了熒光量子產率高達42.5％，堿性環境下熒光信號增強的鐵離子熒光探針，并用它檢測自來水和河水中的Fe3+，RSD<3.0％；Qu等通過共價鍵將TPEA修飾在碳量子點表面，得到了檢測細胞內Cu2+的探針，實驗表明該探針具有較好的選擇性和較低的檢測限；Zhu等合成了AE-TPEA，并將其作為Cu2+的特異受體，鍵合到碳量子點的復合納米材料上，得到了基于碳量子點的熒光探針，將它用于活體細胞中Cu2+測定，檢測限約1.0μM。

發明內容