一种用于三价金离子检测的新方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学检测技术领域，具体涉及一种用于三价金离子检测的新方法。
【背景技术】
[0002] 金为贵金属，广泛应用于材料科学中的催化、选择性氧化、纳米诊断和检测等，在 水体中主要以Au(III)的形态存在。元素金表现为惰性，但是金盐能够与酶及DNA发生强 相互作用，对人体有潜在毒性，可对肝脏、肾脏以及外围神经系统产生损害，因此，构建三价 金离子的高选择性及高灵敏度的检测方法非常重要。目前用于三价金离子检测的方法主要 是基于有机分子荧光探针，但是这些探针合成过程繁琐、选择性不高，并且大部分需要在有 机相或者半水相中进行等，限制了它们在三价金离子检测中的应用。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中的不足，本发明提供了用于三价金离子检测的石墨烯量子点，其 制备方法包括如下步骤：将柠檬酸和L-半胱氨酸加入反应釜内，再加入去离子水混合均匀 后，加热到200°C反应；冷却至室温后，用去离子水调节为所需浓度的使用液，常温储存，即 得到所述石墨稀量子点L-GQDs。
[0004] 具体的，柠檬酸和L-半胱氨酸的质量比为6.7 : 1到20 : 1。
[0005] 具体的，反应时间为4h到12h。
[0006] 优选的，反应时间为8h。
[0007] 本发明还提供了采用所述石墨烯量子点进行三价金离子检测的方法，包括如下步 骤：
[0008]a、绘制标准曲线：石墨烯量子点溶液和柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入 三价金离子标准溶液后在440nm处测定荧光；以三价金离子浓度为横坐标，相对荧光强度 (FfF) /匕为纵坐标，得到三价金离子浓度的标准曲线；
[0009] b、样品检测：石墨烯量子点溶液和柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入待测 样品，440nm处荧光测定，然后与标准曲线进行比对，即得到待测样品中三价金离子浓度。
[0010] 具体的，步骤a的操作如下：将100yL的石墨烯量子点溶液和500yLPH5. 00. 2M 柠檬酸-0. 1M磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入三价金离子标准溶液后定容至10mL，进行荧 光测定，随着三价金离子浓度增大，440nm处的荧光强度逐渐减弱；以三价金离子浓度为横 坐标，相对荧光强度（FfF)/匕为纵坐标，得到三价金离子浓度的工作曲线，在0-50yM范围 内，线性回归方程为：(FQ-F)/FQ= 0. 0164C+0. 0187,C为三价金离子浓度，单位为yM。
[0011] 具体的，步骤b的操作如下：将100yL的石墨烯量子点溶液和500yLpH5. 00. 2M 柠檬酸1M磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入VmL适量水样后定容至10mL，进行荧光测定， 将测得的荧光强度代入步骤a的线性回归方程，得到浓度C，即可求出待测样品中三价金离 子的浓度C样品=CX10/V，单位yM。
[0012] 本发明还提供了所述石墨烯量子点在检测三价金属离子中的用途。
[0013] 本发明是利用水热法一步合成石墨烯量子点，所使用的碳源是柠檬酸，而L-半胱 氨酸是功能化试剂，石墨烯量子点是在柠檬酸的热解过程中形成的。石墨烯量子点中含有 大量亲水基团，如羟基及羧基，而L-半胱氨酸中含有羧基及胺基，因此，通过分子间氢键作 用可实现L-半胱氨酸对石墨烯量子点的功能化。
[0014] 本发明的有益效果：本发明探针材料采用石墨烯量子点，其合成过程操作简单、成 本低廉，荧光量子产率高；这种材料对三价金离子的识别具有很好的选择性，线性范围宽， 灵敏度高，且合成方法简单。本发明检测方法的选择性强、灵敏高；直接在水相中检测，无需 在有机相中进行。
【附图说明】：
[0015]图1实施例1中本发明合成材料L-GQDS的吸收、激发/发射光谱图。
[0016] 图2实施例1中本发明合成材料L-GQDs的光致发光图。
[0017] 图3实施例1中本发明合成材料L-GQDs的红外光谱图；横坐标wavenumber是指 波数。
[0018] 图4实施例1中本发明合成材料L-GQDs的透射电镜（TEM)图。
[0019]图5实施例3中本发明合成材料L-GQDs与三价金离子作用的荧光发射图。
[0020] 图6实施例4中本发明合成材料L-GQDs与各种阳离子作用的荧光柱状图。
[0021] 图7实施例5中工作曲线。
[0022] 图8实施例6中样品中三价金离子含量测定图。
【具体实施方式】
[0023] 实施例1石墨烯量子点的制备
[0024] 将2g柠檬酸和0.2gL-半胱氨酸加入25mL反应釜内，再加入5mL去离子水混合均 勾后，加热到200°C反应8h，冷却至室温后，用去离子水定容至100mL，得到14. 7mg/mL的石 墨烯量子点溶液，表示为L-GQDs-8,以硫酸奎宁为对照进行各项测定（表1)，根据公式（1) 计算得到L-半胱氨酸功能化的荧光石墨烯量子点的荧光量子产率为26. 5% (表1)。
【主权项】
1. 用于三价金离子检测的石墨烯量子点，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：将 柠檬酸和L-半胱氨酸加入反应釜内，再加入去离子水混合均匀后，加热到200°C反应；冷却 至室温后，用去离子水调节为所需浓度的使用液，即得到所述石墨烯量子点L-GQDs，常温储 存。
2. 如权利要求1所述的石墨烯量子点，其特征在于：柠檬酸和L-半胱氨酸的质量比为 6. 7 : 1 到 20 : 1。
3. 如权利要求1或2所述的石墨烯量子点，其特征在于：反应时间为4h到12h。
4. 如权利要求3所述的石墨烯量子点，其特征在于：反应时间为8h。
5. 采用权利要求1~4任一项所述的石墨烯量子点进行三价金离子检测的方法，其特 征在于：包括如下步骤： a、 绘制标准曲线：石墨烯量子点溶液和柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入三 价金离子标准溶液后进行440nm处荧光测定；以三价金离子浓度为横坐标，相对荧光强度 (Ftl-F) /匕为纵坐标，得到三价金离子浓度的标准曲线； b、 样品检测：石墨烯量子点溶液和柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入待测样品， 440nm处荧光测定，然后与标准曲线进行比对，即得到待测样品中三价金离子浓度。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤a的操作如下：将100yL的石墨烯量 子点溶液和500yLpH5. 00. 2M柠檬酸-0.IM磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入三价金离子标 准溶液后定容至10mL，进行荧光测定，随着三价金离子浓度增大，440nm处的荧光强度逐渐 减弱；以三价金离子浓度为横坐标，相对荧光强度（Ftl-F)Ay^纵坐标，得到三价金离子浓 度的工作曲线，在0-50yM范围内，线性回归方程为：(Ftl-F)/Ftl= 0.0164C+0. 0187,C为三 价金离子浓度，单位为yM。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤b的操作如下：将100yL的石墨烯量 子点溶液和500yLpH5. 00. 2M柠檬酸-0.IM磷酸氢二钠缓冲溶液混合，加入VmL适量水 样后定容至10mL，进行荧光测定，将测得的荧光强度代入步骤a的线性回归方程，得到浓度 C，即可求出待测样品中三价金离子的浓度=CX10/V，单位yM。
8. 权利要求1~4任一项所述的石墨烯量子点在检测三价金属离子中的用途。
【专利摘要】本发明属于化学检测技术领域，具体涉及一种用于三价金离子检测的新方法。本发明提供了用于三价金离子检测的石墨烯量子点，其制备方法包括如下步骤：以柠檬酸和L-半胱氨酸为主要原料，通过水热反应合成L-半胱氨酸功能化的荧光石墨烯量子点。本发明还提供了采用所述方法制备的石墨烯量子点进行三价金离子检测的方法。本发明合成的石墨烯量子点对三价金离子的识别具有很好的选择性，线性范围宽，灵敏度高，且合成方法简单。
【IPC分类】C01B31-04, G01N21-64, C09K11-65, B82Y20-00, B82Y40-00
【公开号】CN104818016
【申请号】CN201510272256
【发明人】黄玉明, 蔡菲
【申请人】西南大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月25日