[發明專利]一種檢測氟離子的熒光方法及傳感器

在審

• 申請號: 201910231794.5
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN111751335A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉月英;龐佳偉;高鑫宇
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產權代理有限公司 11693
• 代理人: 王文生

本發明涉及一種檢測氟離子的熒光方法及傳感器，屬于納米生物材料和分析化學技術領域樣品溶液中檢測氟離子的方法。所述方法包括采用40個胸腺嘧啶堿基的DNA單鏈作為模板，在pH＝7.8的3?(N?嗎啉)丙磺酸緩沖溶液中,以抗壞血酸為還原劑，在模板上將Cu²⁺原位還原為Cu⁰，生成具有熒光的銅納米簇CuNCs。然后，加入鋁離子Al³⁺，與所述銅納米簇CuNCs形成CuNCs/Al³⁺絡合物。引入氟離子F^?到CuNCs/Al³⁺絡合物中，通過檢測銅納米簇的熒光值來定量檢測氟離子。本方法簡單、選擇性強、綠色、經濟、快速，可直接用于水介質中,是一種很有前途的實際應用材料。

技術領域

本發明涉及一種檢測氟離子的熒光方法，屬于納米生物材料和分析化學技術領域。

背景技術

傳統檢測氟離子的方法包括離子色譜法或離子選擇電極。盡管這些檢測方法可以用于痕量氟離子的檢測，但是這些檢測方法存在成本高，耗時，技術復雜，需要專業操作等缺點，使其在實際生產生活中的應用受到較大的限制。

為了克服這些局限性，基于光致發光的方法受到人們的關注：利用氫鍵、超分子識別、Lewis酸堿相互作用等不同的傳感機制設計了不同熒光探針。然而這些氟化物探針大多用于有機溶液或有機溶劑含量高的溶液中，合成往往需要大量的時間。此外，需要較長的檢測時間。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明提出一種簡單、選擇性強、綠色、經濟、快速，可直接用于水介質中的檢測水樣中氟離子的方法，所述方法為：采用40個胸腺嘧啶(T)堿基的DNA單鏈作為模板，在pH＝7.8的3-(N-嗎啉)丙磺酸、氯化鈉緩沖溶液中,以抗壞血酸(AA)為還原劑，在模板上將Cu²⁺原位還原為Cu⁰，生成具有熒光的銅納米簇(CuNCs)，在520nm到654nm內有強烈的熒光信號。該傳感器可以對Al³⁺做出響應，顯示CuNCs的強熒光猝滅，從而提供Al³⁺離子的定量響應。鋁離子的濃度和銅納米簇的熒光值有線性關系。因此可以通過檢測銅納米簇的熒光值實現定量檢測鋁離子。此外，引入F^-到Cu NCs/Al³⁺絡合物中時，F^-可以捕獲絡合物中的Al³⁺，銅納米簇熒光強度恢復。氟離子的濃度和銅納米簇的熒光值有線性關系。因此可以通過檢測銅納米簇的熒光值來定量檢測氟離子。

所述銅納米簇可簡稱為CuNCs；

所述抗壞血酸可簡稱為AA；

所述pH＝7.8的3-(N-嗎啉)丙磺酸、氯化鈉緩沖溶液可簡稱MOPS緩沖溶液；

所述40個胸腺嘧啶(T)堿基的DNA單鏈可簡稱為Poly T40；

本發明所述的銅納米簇是由數個至數十個尺度范圍在1-2nm的銅原子形成金屬納米材料。在波長520-654nm內，Cu NCs具有了十分顯著的熒光信號。

進一步，形成所述銅納米簇CuNCs的反應時間設定為10分鐘。所述抗壞血酸濃度為300μmol/L。

本發明所述的方法可應用于檢測水溶液中的氟離子濃度，尤其是可應用于檢測牙膏中銀離子的濃度。

步驟一：配制n個不同濃度的鋁離子溶液，制備n個反應液；采用熒光光譜儀測量各反應液在640nm處的熒光值，得到不同濃度的鋁離子溶液與空白對照品的熒光值之差，計算出標準線性方程；

在252μLMOPS中，將42μL不同濃度的鋁離子與42μL200μmol/L Cu²⁺，42μL300nmol/LT40混合并且孵化10分鐘。然后,添加42μL3000μM AA，充分反應8-12分鐘測量熒光值。