一种应用于检测邻苯二酚的功能化的碳点的制作方法

文档序号:11400091阅读:952来源:国知局

技术领域:

本发明属于化学领域中利用荧光碳纳米点进行邻苯二酚的检测。



背景技术:

邻苯二酚是一种典型的酚类衍生物,广泛应用于染发剂、照相显影剂、农药、香料、抗氧化剂、二次着色和照相化学品的生产。邻苯二酚存在于环境中的生态环境与高毒性、难降解性污染物中,它对人体具有毒性和对皮肤刺激性非常强。目前,已经开发了各种分析方法来检测邻苯二酚酚,包括气相色谱法、高效液相色谱、化学发光法、紫外分光光度法、电化学方法和荧光法等等。

目前测定邻苯二酚的方法是非常昂贵和费时的。与这些方法相比,荧光法具有响应快、成本低、灵敏度高、选择性好、不需要昂贵仪器等优点。因为硼酸与二醇反应导致四面体硼酸酯的形成。因此,ph值在6.5-8.5时,硼酸存在三角形式,但因邻二醇的存在,则变成四面体阴离子形式。此外,硼酸与荧光基团相连,可以改变荧光基团的发射,为硼酸基团的邻位二醇分子探针的发展提供了一个理想的工具。利用氨基苯基硼酸官能cuins2量子点作为近红外荧光探针可以测定双氰胺和多巴胺。合成苯硼酸修饰的cdte、znte和zns量子点可用于细胞内葡萄糖的检测。合成的3-氨基苯硼酸功能化的石墨烯量子点作为一种选择性好和灵敏性高的葡萄糖传感系统。但量子点存在潜在的高毒性和生物相容性差等缺点。然而,碳点(cds)吸引了越来越多研究人员的关注,由于其优良的理化性质,如良好的水溶性、较强的荧光性、与传统的半导体量子点相比有较高的生物相容性和良好的光稳定性。

基于cds的优良性能,我们合成的cds与无水柠檬酸氨基官能团(ca)和二乙烯三胺(deta)通过水热方法制备4-羧基苯硼酸(cpba)功能性cds(cpba-cds)和实际可共价连接到cds。含硼酸官能团能与含有邻位二醇的cds形成大分子反应,形成装配邻苯二酚硼酸酯和cpba-cds荧光猝灭通过表面淬火状态的诱导机制。这实际是反应性官能团,对邻二醇,可以共价键桥的邻苯二酚和邻二醇结构会导致淬火通过表面淬火态荧光诱导机制。随着邻苯二酚浓度的增加,荧光信号逐渐降低。邻苯二酚检测的荧光响应在0μm-56μm的线性范围内,检出限为115nm。因此,我们合成的cds能与邻苯二酚反应,采用一种高灵敏度、高选择性检测的荧光探针对邻苯二酚。本发明cds具有良好的生物相容性是很容易和迅速被人脐静脉内皮细胞,特别适用于多色实时细胞成像。



技术实现要素:

本发明改进了现有检测方法毒性高、生物相容性差、水溶性不好、选择性差等缺点,实现了利用功能化的荧光碳点对邻苯二酚的检测。

本发明利用这种荧光碳点(cds)通过4-羧基苯硼酸功能化之后,当邻苯二酚存在的时候由于静态猝灭的影响导致其荧光的猝灭。用不同浓度的邻苯二酚测得不同荧光强度的数据可得到方程1-f0/f=0.2323+0.3913c,其中f0为不加入邻苯二酚的荧光强度,f为邻苯二酚浓度为c时的荧光强度,相关系数为0.9956。邻苯二酚浓度范围在0μm到56μm。从而推算出对于邻苯二酚的检测限为115nm。

本发明对上述检测过程中的干扰性因素进行了深入研究,包括温度、ph值、以及离子强度对碳点荧光强度的影响。干扰性测试是在磷酸盐缓冲溶液中进行。测试结果表明温度对荧光强度几乎没有影响,对ph值的测试中我们发现,在ph值为7.0-8.0时有最好的检测效果,这个ph值和生物体内的环境很相似,这表明了这种碳点可以在生物学领域应用。离子强度测试显示:nacl对结果的影响也很小,这说明这种碳点可以在实际中进行很好的应用。

具体实施方式

实施例1

本发明的cds的合成:cds通常通过如下的一锅水热处理制造,将含有柠檬酸(1.26g)和二乙烯三胺(1.5ml)的透明溶液溶解在30ml的蒸馏水中。然后将溶液转移到聚(四氟乙烯)高压釜(50ml)中并在200℃加热5小时。通过旋转蒸发除去溶剂后,得到固体溶解在乙醇中,通过离心除去不溶性沉淀物(4000rpm,15分钟)。对最终产物进行透析(mw=3500da)。

本发明的cpba-cds的合成:将0.5gcpba分散在30ml亚硫酰氯中并搅拌该混合物且在85℃保持12小时。冷却至室温后,在减压下蒸馏残留的socl2得到(4-氯羰基苯基)硼酸酐。然后,将(4-氯羰基苯基)硼酸酐加入到30ml的n,n-二甲基甲酰胺溶液中,继续加入0.2mgcds并在室温下搅拌24小时。反应完成后,反应混合物继续真空蒸馏浓缩。残余物用乙醇洗涤5次离心。将获得的纳米颗粒干燥即得到cpba-cds。

实施例2

本发明中使用的功能化cds对邻苯二酚敏感性以及浓度的检测。

把邻苯二酚按照浓度从0μm到56μm逐渐加入到碳点溶液中,检测荧光强度的变化以及不同邻苯二酚浓度(0μm到56μm)和荧光猝灭效率1-f0/f之间的线性关系。结果表明随着邻苯二酚的加入,荧光强度逐渐减少,说明这种碳点对于多巴胺的敏感性很好并且具有很低的检测限115nm。



技术特征:

技术总结
本发明提供了一种检测邻本二酚的荧光化学传感器及其制备方法,属于纳米材料制备和化学分析技术领域。本发明以柠檬酸、二乙烯三胺通过一步水热的方法,制备了表面含有氨基碳点,然后用4‑羧基苯硼酸功能化该碳点。所制备的功能化的荧光碳点平均直径为7.5nm,功能化之后的碳点荧光无明显变化,当加入邻苯二酚之后由于静态猝灭效应导致其荧光猝灭,从而可实现对邻苯二酚的特异性识别和检测,且灵敏度高,具有广阔的应用前景。

技术研发人员:颜范勇;李想;祖凡淋;李幸;李明;陈圆
受保护的技术使用者:天津工业大学
技术研发日:2017.05.23
技术公布日:2017.09.01
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1