[發明專利]一種稀土碳納米粒子及其制備方法和基于熒光色度測定pH值的應用

有效

• 申請號: 201811099309.5
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN108949171B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 陳揚;王路得
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C09K11/06;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷

本發明公開了一種稀土碳納米粒子及其制備方法和基于熒光色度測定pH值的應用。本發明的稀土碳納米粒子是通過稀土銪離子、鋱離子和2,6?吡啶二羧酸與聚乙二醇400一鍋水熱反應后形成的熒光納米粒子，利用碳點的增強發光效應和2,6?吡啶二羧酸的質子化改變稀土離子的熒光色度原理指示pH值。本發明的稀土碳納米粒子能發光指示水溶液和/或細胞內的pH值，在水溶液中具有非常強的熒光，測定pH靈敏度高，pH值響應快，對具有很強熒光背景的生物樣品的pH值測定具有優勢。基于熒光色度測定pH值比通常根據熒光顏色深淺的目視比色法更精確。

技術領域

本發明涉及一種稀土碳納米粒子及其制備方法和基于熒光色度測定pH值的應用，該納米粒子是一種pH值指示材料，屬于發光檢驗技術領域。

背景技術

pH值測量是一項基本任務，在各種生產過程、日常生活、環境保護、科學研究中有廣泛的應用。pH平衡對生物體尤其重要，因為蛋白質的功能都有相應的pH要求，許多疾病的發生和發展與體內的pH變化密切相關。常規的pH值測量有指示劑法、玻璃電極法等等，這些方法并不適合像細胞內這樣生物體系中的pH測量，熒光分子探針可應用于生物體系的pH測量，一些熒光分子測定pH的方法已有報道，中國專利公布號CN107478632A，2017年，張巍巍，趙小兵，一種通過pH試紙的熒光檢測pH值的方法，公開了一種基于pH試紙、又區別于觀測pH試紙顏色的pH測定方法；中國專利公布號CN106573076A，2017年，高進明，黃鋼，趙天，馬鑫鵬，王一光，李陽，巴朗·D·蘇梅爾，pH相應聚合物庫及其納米探針，公開了對pH敏感的疏水性和親水性區段的聚合物，聚合物形成對pH敏感的膠束并且引起基于特定pH的熒光變化；中國專利公布號CN106501331A，2017年，毛蘭群，于萍，郝潔，pH傳感器、制備方法以及用途。公開了一種將氫離子敏感膜層設置在碳纖維基體上對pH進行傳感的固態電極。許柯，李廣申，張喜全，顧紅梅，王偉，李寶林報道了一種新型苯乙烯菁類化合物通過紫外光譜和熒光光譜呈現規律性變化進而指示pH的方法(藥物分析雜志，2010，03,420-423)；彭洪尚，黃世華報道了一種具有比率熒光發射的納米水凝膠；YJ Lee報道了一種可進行可逆調節的水凝膠pH傳感器(Adv.Mater.，2003，15，563-566)；PT Snee報道了一種CdSe/ZnS納米粒子與染料分子通過熒光共振能量轉移產生熒光變化的比率傳感器(J.Am.Chem.Soc.，2006，128，13320-13321)。報道的這些pH測定方法中，合成的分子探針檢測pH的方法由于合成的分子探針大多難溶于水，應用時需要使用有機溶劑助溶，且分子探針的制備需要復雜的有機化學合成；納米粒子熒光探針制備簡便，但大多納米粒子熒光探針尺寸大，難以進入到細胞內部測定pH值。因此，發展發光強、水溶性好、小尺寸能應用于細胞內pH值測定的pH發光納米粒子很有必要。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種稀土碳納米粒子，該納米粒子能熒光指示水溶液中以及細胞內的pH值。

本發明要解決的第二個技術問題是提供這種稀土碳納米粒子的制備方法，這種制備方法簡便，無需專業的有機合成。

本發明要解決的第三個技術問題是提供這種稀土碳納米粒子在水溶液中和/或細胞中指示pH的應用。

本發明所要解決的第四個技術問題是提供一種pH值指示劑。

本發明所要解決的第五個技術問題是提供一種pH值的測定方法。

技術方案：為了解決上述第一個技術問題，本發明采用的技術方案為：一種稀土碳納米粒子，所述稀土碳納米粒子是通過銪離子、鋱離子、2,6-吡啶二羧酸和聚乙二醇400一鍋水熱反應后形成的熒光納米粒子。

進一步地，所述聚乙二醇400作為碳源在反應中生成了碳點，并通過銪離子、鋱離子和2,6-吡啶二羧酸共摻雜碳點形成的發射銪離子和鋱離子熒光的納米粒子。本發明利用碳點能量轉移引起的增強發光效應和2,6-吡啶二羧酸的質子化改變兩種稀土離子的熒光色度原理指示pH值，實現指示pH值的功能。