[發明專利]雙熒光發射銅納米簇/碳點比色探針、制備方法及在痕量水檢測方面的應用

在審

• 申請號: 201810360138.0
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108489951A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 林權;宋善良;王傳洗;楊明輝;趙月;趙玥琪;劉厚;楊柏
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 龍濤

一種基于聚集誘導熒光增強(AIEE)的銅納米簇/碳點(Cu NCs/CDs)雙熒光發射比色探針的原位制備方法及其在檢測有機溶劑中痕量水方面的應用，屬于比色傳感技術領域。本發明包括藍色熒光碳點(CDs)的合成、CDs的表面修飾和雙熒光發射Cu NCs/CDs探針的制備等三個步驟。本發明所得到的雙熒光發射探針Cu NCs/CDs，在365nm紫外光激發下，呈現可見光區450nm藍光和596nm紅光的雙熒光發射效果。利用雙熒光對于有機溶劑中不同水含量具有不同響應的結果，呈現不同的復合熒光顏色變化，這種雙熒光發射試紙可以用于裸眼比色檢測有機溶劑中痕量的水，并且檢測限可以低至0.02％(v/v)，這為環境保護、食品安全和有機反應中痕量的水檢測提供了便捷。

技術領域

本發明屬于比色傳感技術領域，具體涉及一種基于銅納米簇/碳點的雙發射比色探針的制備及其在有機溶劑痕量水檢測中的應用。

背景技術

有機溶劑中的水含量在很大程度上會影響化學反應的進行，甚至會決定反應的產物，所以在有機溶劑中敏感而快速地檢測微量水對于藥物制造、環境監測和食品檢測尤其是有機合成具有重要意義。因此發展便捷高效的水檢測方法引起了人們極大的興趣。測定有機溶劑中水含量常用的化學分析方法是經典的的卡爾費休法，該法于1935年提出，盡管經過很大改進，但仍然存在反應速率慢、易受干擾、精密度差、毒性大的缺點。測定水含量的其他方法有分光光度法，氣相色譜法、液相色譜法、紅外光譜法和熒光法等。熒光法由于其響應速度快、靈敏度高、方法簡便、儀器設備簡單等優點而備受關注。目前，常用的熒光傳感材料主要包括熒光有機分子、含稀土配合物、金屬納米簇和半導體量子點等。

近年來，金屬納米簇(NCs)由于其特殊的物理，化學和光學性質以及在催化，生物成像和化學傳感等方面的各種應用而被廣泛研究。其中，銅納米簇(Cu NCs)由于具有優異的熒光性能并且比金、銀納米簇更廉價引起了越來越多的關注。此外，Cu NCs具有特殊的聚集誘導發射增強(AIEE)性質，這意味著聚集狀態顯示出增強的熒光性質。因此，利用Cu NCs的AIEE性質，已經制備了許多熒光探針用來檢測金屬離子和溶劑。然而，在已發明的熒光探針中大部分都是基于單發射檢測的，這意味著包括探針濃度，儀器靈敏度和環境條件等諸多因素都會影響檢測結果。因此，亟需制備更方便、更準確、更穩定的雙發射的熒光探針，用于檢測有機溶劑中的微量水。

雙熒光發射的探針是指在單激發狀態下顯示出兩個不同的發射峰，在檢測時一種熒光發射峰的強度隨目標檢測物的變化而變化，另外一種熒光發射峰的強度幾乎不發生變化，即可認為在檢測體系中植入了校正因子，可以避免探針濃度、儀器狀態和環境狀態的影響，并且雙熒光發射可以方便的直接用裸眼比色檢測?；谝陨系姆治?，我們設計了基于具有AIEE的Cu NCs的雙發射探針用于比色檢測有機溶劑中痕量的水。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：通過原位合成的方法構筑Cu NCs和碳點 (CDs)復合雙熒光發射探針，該探針具有結構穩定，環境友好，操作方便等特點。

本發明所述的用于痕量水檢測的銅納米簇/碳點雙熒光發射比色探針的制備方法，其步驟如下：

(1)、藍色熒光CDs的合成：將碳源(苯酚、間苯二胺、對苯二甲酸、三聚氰胺、檸檬酸、葡萄糖、殼聚糖、果糖、蔗糖、乳酸、纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基亞胺、柚子皮)和氮源(尿素、硫脲、氨基脲、二苯胺基脲、乙二胺、三乙烯四胺、色氨酸、組氨酸、精氨酸，甘氨酸，半胱氨酸、谷胱甘肽) 按摩爾比為1～5:1溶解在碳源質量5～10倍的去離子水中。然后將混合溶液加入到特氟龍反應釜中，加熱到60～300℃反應1～10h小時，反應結束后，自然冷卻至室溫。該產品為棕黑色透明溶液，透析后獲得黃色溶液，冷凍干燥后得到淡黃色CDs粉末。