一种石墨烯量子点络合物及其制备方法以及作为钙离子检测溶液上的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及识别结合和用于光学检测钙离子的离子检测技术领域，具体涉及一种 石墨烯量子点络合物及其制备方法以及作为制备钙离子检测溶液上的应用。
【背景技术】
[0002] 钙是矿物和天然水体的基本组成物质之一，钙（II)离子在水体环境中大量存在， 尽管对健康没有造成威胁，但是高的钙离子含量易生成不溶性矿物沉积，导致热量传导效 率降低，引起工业成本增加。用于检测钙离子传统的方法主要有原子吸收光谱法、离子色谱 法以及高效液相色谱法。但是这些方法所需仪器昂贵，操作复杂。据报道，用小分子识别钙 离子进行检测方面取得了较大的进展，其中，荧光光度法灵敏度高测试简便。但是，由于这 些方法中用于识别钙离子的小分子大多在水中溶解性低或引起环境的二次污染而相应发 展缓慢。
【发明内容】
[0003] 为了克服以上方法的缺陷，特别在水溶性、选择性、环境友好性方面的问题，本发 明人经过锐意研究，发现将发光基团引入到具有环境友好性的纳米量子点，具体地将多巴 胺盐酸盐引入到石墨烯量子点上，获得了水溶性超强、对钙离子选择性高的石墨烯量子点 络合物类荧光化合物，该化合物以下简称为GDA，其合成方法简单、条件温和、产物易得，将 该化合物用于本发明的钙离子检测获得良好效果而完成本发明。
[0004] 本发明采用的技术解决方案是：一种石墨烯量子点络合物，其特征在于，其化学结 构式如下：
[0005] -种所述的石墨稀量子点络合物的制备方法，包括以下步骤：将0. 1~3. 0mg/mL 的石墨烯量子点水溶液30mL置于烧杯中，滴加0.lmL的催化剂二环己基碳二亚胺，静置活 化30min后，滴加5mL多巴胺含量为0. 05-0. 2g的水溶液，20-80°C水浴中加热超声均匀分 散10-30分钟，水浴20-80°C加热1小时后常温避光搅拌5-24小时，反应结束将产物置于分 子量1000的透析袋中于l〇〇〇mL去离子水中透析三天，每隔3小时换水一次，最终得到所述 的石墨烯量子点络合物。
[0006] 所述的水浴加热为30~50°C。
[0007] -种所述的石墨烯量子点络合物在作为制备钙离子检测溶液上的应用 所述的钙离子检测溶液为石墨烯量子点络合物溶于水或醇水溶液配制而成，所述的钙 离子检测溶液的质量浓度为0. 〇5~3. 0mg/mL。
[0008] 所述的钙离子检测溶液的质量浓度为0. 5~1. 5mg/mL。
[0009] 本发明的有益效果是：一种石墨烯量子点络合物及其制备方法以及作为制备钙离 子检测溶液上的应用，本发明将发光基团引入到具有环境友好性的纳米量子点，具体地将 多巴胺盐酸盐引入到石墨烯量子点上，获得了水溶性超强、对钙离子选择性高的石墨烯量 子点络合物类荧光化合物，其合成方法简单、条件温和、产物易得，将该化合物用于本发明 的钙离子检测获得良好效果而完成本发明。本发明具有发光性质、水溶性好的石墨烯量子 点通过酰胺键与荧光基团相连形成，形成具有双重发光性质的化合物。
【附图说明】
[0010] 图1为实施例1的化合物对钙离子浓度的荧光强度相应。
[0011] 图2为实施例1的化合物在5倍干扰离子存在下对钙离子的荧光相应。图中每组 中，棒状标低的为干扰离子的相应，高的为加入钙离子后的相应。
【具体实施方式】
[0012] 为了更清楚地说明本
【发明内容】
，用具体实施例说明如下，具体实施例不限定本发 明内容范围。
[0013] 实施例1(化合物GDA的合成） 将1. 0mg/mL的石墨烯量子点水溶液30mL置于100mL的烧杯中，滴加0.lmL的催化 剂二环己基碳二亚胺，静置活化30min后，滴加5mL多巴胺含量为0.lg的水溶液，50°C水 浴中加热超声均匀分散10分钟，水浴50°C加热1小时后常温避光搅拌5小时，反应结束将 产物置于分子量1000的透析袋中于l〇〇〇mL去离子水中透析三天，每隔3小时换水一次，得 到用于检测钙离子的石墨烯量子点络合物。
[0014] 实施例2(化合物GDA的合成） 将2. 0mg/mL的石墨烯量子点水溶液30mL置于100mL的烧杯中，滴加0.lmL的催化 剂二环己基碳二亚胺，静置活化30min后，滴加5mL多巴胺含量为0. 15g的水溶液，50°C 水浴中加热超声均匀分散30分钟，水浴60°C加热1小时后常温避光搅拌24小时，反应结束 将产物置于分子量1000的透析袋中于l〇〇〇mL去离子水中透析三天，每隔3小时换水一次， 得到用于检测钙离子的石墨烯量子点络合物。
[0015] 实施例3 (选择性实验） 荧光实验中化合物GDA配成1. 0mg/mL水溶液储备液，金属离子和生物分子选用K+，Na+，Mg2+，Co2+，Μη2+及葡萄糖，氨基葡萄糖、谷氨酸钠、麦芽糖、乳糖、鹿糖、果糖等物质，所有 实验用的溶液都为新配置，并立即实验。在256nm激发。离子和生物分子分别测试实验 中，取储备液2.5mL，分别加入7*10 5M的离子或生物分子溶液。测试其荧光光谱。结果见 附图1。
[0016] 实施例4干扰离子共存检测钙离子实验 荧光实验中化合物GDA配成0.25mg/mL的水溶液。Ca(II)氯化物配成2mM的标准 储备液。作为干扰离子的金属离子和生物分子选用K+，Na+，Mg2+，Co2+，Mn2+及葡萄糖，氨基 葡萄糖、谷氨酸钠、麦芽糖、乳糖、蔗糖、果糖等物质。所有实验用的溶液都为新配置，并立即 实验。干扰物质实验中，先在0. 25mg/mL的GDA的水溶液中加入5倍的干扰离子，测其荧 光，再加入2.3*104mmol的Ca(II)，测其荧光变化。在256nm激发，在314nm处检测荧光 变化。结果见附图2。
【主权项】
1. 一种石墨烯量子点络合物，其特征在于，其化学结构式如下：2. -种权利要求1所述的石墨烯量子点络合物的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤：将0. 1~3. O mg/mL的石墨烯量子点水溶液30mL置于烧杯中，滴加0.1 mL的催化剂二环 己基碳二亚胺，静置活化30 min后，滴加5mL多巴胺含量为0. 05-0. 2g的水溶液，20-80°C 水浴中加热超声均匀分散10-30分钟，水浴20-80°C加热1小时后常温避光搅拌5-24小时， 反应结束将产物置于分子量1000的透析袋中于1000 mL去离子水中透析三天，每隔3小时 换水一次，最终得到所述的石墨烯量子点络合物。3. 根据权利要求2所述的石墨烯量子点络合物的制备方法，其特征在于，所述的水浴 加热为30~50°C。4. 一种权利要求1所述的石墨烯量子点络合物在作为制备钙离子检测溶液上的应用。5. 据权利要求4所述的石墨烯量子点络合物在作为制备钙离子检测溶液上的应用，其 特征在于，所述的钙离子检测溶液为石墨烯量子点络合物溶于水或醇水溶液配制而成，所 述的钙离子检测溶液的质量浓度为〇. 〇5~3. 0 mg/mL。6. 根据权利要求5所述的石墨烯量子点络合物在作为制备钙离子检测溶液上的应用， 其特征在于，所述的钙离子检测溶液的质量浓度为0. 5~1. 5 mg/mL。
【专利摘要】一种石墨烯量子点络合物及其制备方法以及作为制备钙离子检测溶液上的应用，本发明将发光基团引入到具有环境友好性的纳米量子点，具体地将多巴胺盐酸盐引入到石墨烯量子点上，获得了水溶性超强、对钙离子选择性高的石墨烯量子点络合物类荧光化合物，其合成方法简单、条件温和、产物易得，将该化合物用于本发明的钙离子检测获得良好效果而完成本发明。本发明具有发光性质、水溶性好的石墨烯量子点通过酰胺键与荧光基团相连形成，形成具有双重发光性质的化合物。
【IPC分类】C09K11/06, C09K11/02, C09K11/65
【公开号】CN105419791
【申请号】CN201510882844
【发明人】程如梅, 步叶旭, 葛聪聪, 薛裕华, 戴黎明
【申请人】温州医科大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月3日