本发明属于分析检测，具体涉及一种用于检测食品中铜（ii）离子的比率荧光传感器及应用。
背景技术：
1、铜（ii）离子作为人类和动植物生命活动不可或缺的营养物质，可以调节人体的各种生理功能。缺乏或过量的铜（ii）离子可能导致许多疾病，如wilson病、menkes病、心血管疾病和癌症。此外，铜（ii）离子还可以通过工业污染进入大气，土壤和自来水中，通过食物链进入人体进行累积，最终危害人体健康。饮用水中铜（ii）离子的限量分别低于2mg/l（~30μmol/l）和1.3mg/l（~20μmol/l）。因此，快速、灵敏地检测铜（ii）离子对环境保护和人体健康具有重要意义。
2、目前，检测铜（ii）离子的方法有原子吸收光谱法aas，电化学，电感耦合等离子体质谱法icp-ms，电感耦合等离子体原子发射光谱法icp-aes等。这些方法虽然可以准确检测铜（ii）离子的含量，但由于仪器体积大、价格昂贵、操作维护费时等问题，不适合快速检测铜（ii）离子。近年来，荧光法和比色法由于操作简单、检出限低、成本低等优点，可以达到快速检测铜（ii）离子的效果。
3、碳点（cds）是一类光致发光纳米材料，它们的尺寸通常小于10nm，毒性低，容易获得且易于合成，并且具有多种颜色的荧光。此外，它们还具有优良的化学惰性、高水溶性和良好的生物相容性。目前使用比率荧光法检测铜（ii）离子的研究多是利用荧光纳米材料单一的荧光猝灭或荧光增强，而对于可以同时达到猝灭和增强的效果的研究还有欠缺。
4、此外，据研究记载，将一个能够被铜（ii）离子荧光增强的黄色碳点（y-cds），和一个对铜（ii）离子不响应的蓝色碳点（b-cds）进行杂化后形成荧光双发射传感器，此时，杂化后的b-cds表现出对铜（ii）离子的荧光猝灭现象，形成了同时增强和猝灭的效果。但由于b-cds的荧光猝灭来自与y-cds-cu2+的荧光共振能量转移原理，可能会受到复杂样品中其他物质的干扰，无法实现对复杂样品中铜（ii）离子的检测。
5、因此，亟需设计一种新的荧光传感体系，用于食品中铜（ii）离子的特异性检测，能够满足直观、定量检测，以及高灵敏度、快速检测的要求。
技术实现思路
1、本发明的目的是：解决现有技术中存在的问题，提供一种用于检测食品中铜（ii）离子的比率荧光传感器及应用，通过将具有蓝色荧光的b-cds与黄色荧光的y-cds混合，得到具有蓝色荧光的传感器溶液，随着加入铜（ii）离子浓度的增加，其荧光颜色逐渐从蓝变为黄色；能够实现从荧光比值的定量检测，和从荧光颜色的半定量检测。
2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于检测食品中铜（ii）离子的比率荧光传感器，所述比率荧光传感器为b-cds溶液和y-cds溶液的混合溶液，按照质量分数比为1:3~1:6的比例将b-cds溶液和y-cds溶液均匀混合，得到比率荧光传感器b-cds/y-cds；其中b-cds溶液的浓度为0.01mg/ml，y-cds溶液的浓度为0.03~0.06mg/ml。
3、优选的，b-cds溶液和y-cds溶液的质量分数比为1:4，y-cds溶液的较佳浓度为0.04mg/ml。
4、所述b-cds的合成过程为：将叶酸、硼砂和甘油溶解在超纯水中，用磁力搅拌器磁力搅拌10min；后将上述溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，并在鼓风干燥箱中120~160℃加热8~10h；反应完成后，将反应釜冷却至室温，后将得到的溶液在10000rpm离心15min，将黄色上清液经过真空冷冻干燥，最终得到b-cds粉末并在4℃下储存备用。
5、优选的，b-cds的制备条件为160℃加热10h。
6、所述y-cds的合成过程为：将邻苯二胺溶解于超纯水中，超声混合均匀；将上述溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在远红外干燥箱中160~180℃加热10~12h；反应完成后，将反应釜冷却至室温，后将得到的溶液用0.22μm滤膜过滤，去除大颗粒得到黄色溶液，并在真空下进一步冷冻干燥，最终得到y-cds粉末并在4℃下储存备用。
7、优选的，y-cds的制备条件为180℃加热12h。
8、本发明还公开一种将比率荧光传感器用于检测食品中的铜（ii）离子的应用。
9、所述检测荧光强度的激发波长分别为460nm和560nm，测定发射波长范围为430nm～710nm。
10、本发明的有益效果是：
11、1）本发明通过将具有蓝色荧光的b-cds与黄色荧光的y-cds混合，得到具有蓝色荧光的传感器溶液，检测原理为：铜（ii）离子与b-cds表面氨基结合形成b-cds-cu2+络合物，导致b-cds发生光诱导电子转移效应，使b-cds的荧光猝灭；y-cds表面存在的邻苯二胺的氨基之间发生光诱导电子转移效应，使y-cds具有微弱的黄色荧光，铜离子与邻苯二胺的氨基结合形成y-cds-cu2+络合物，消除这种效应，使y-cds的荧光增强。
12、2）本发明的检测方法中利用b-cds和y-cds溶液合成比率荧光传感器，b-cds溶液的最大激发波长和发射波长分别为400nm和460nm，y-cds溶液的最大激发波长为420nm，最大发射波长在560nm处，两个传感器单元具有相同的激发波长，且最大发射波长不重叠，因此通过将发蓝色荧光的b-cds与发黄色光的y-cds混合，得到发蓝色荧光的传感器溶液，随着加入铜（ii）离子浓度的增加，其荧光颜色逐渐从蓝色变为黄色；能够实现从荧光比值的定量检测，和从荧光颜色的半定量检测。
13、3）本发明方法中利用ftir红外光谱仪、紫外可见分光光度计、zeta电位以及稳态/瞬态荧光光谱仪技术，观察了b-cds和y-cds在加入铜（ii）离子前后官能团，电位、吸收光谱以及荧光寿命的变化，能够直观的观察到铜（ii）离子的加入导致b-cds和y-cds发生的变化，与检测原理对应，且检测结果更加清晰直观。
14、4）本发明制备的b-cds和y-cds的比率荧光传感器在检测实际样品中表现出高灵敏度、高准确性以及特异性，表明应用于食品中检测铜（ii）离子的潜力。
1.一种用于检测食品中铜（ii）离子的比率荧光传感器，其特征在于：所述比率荧光传感器为b-cds溶液和y-cds溶液的混合溶液，按照质量分数比为1:3~1:6的比例将b-cds溶液和y-cds溶液均匀混合，得到比率荧光传感器b-cds/y-cds；其中b-cds溶液的浓度为0.01mg/ml，y-cds溶液的浓度为0.03~0.06mg/ml。
2.根据权利要求1所述的比率荧光传感器，其特征在于：优选的，b-cds溶液和y-cds溶液的质量分数比为1:4，y-cds溶液的较佳浓度为0.04mg/ml。
3.根据权利要求1所述的比率荧光传感器，其特征在于：所述b-cds的合成过程为：将叶酸、硼砂和甘油溶解在超纯水中，用磁力搅拌器磁力搅拌10min；后将上述溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，并在鼓风干燥箱中120~160℃加热8~10h；反应完成后，将反应釜冷却至室温，后将得到的溶液在10000rpm离心15min，将黄色上清液经过真空冷冻干燥，最终得到b-cds粉末并在4℃下储存备用。
4.根据权利要求3所述的比率荧光传感器，其特征在于：优选的，b-cds的制备条件为160℃加热10h。
5.根据权利要求1所述的比率荧光传感器，其特征在于：所述y-cds的合成过程为：将邻苯二胺溶解于超纯水中，超声混合均匀；将上述溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在远红外干燥箱中160~180℃加热10~12h；反应完成后，将反应釜冷却至室温，后将得到的溶液用0.22μm滤膜过滤，去除大颗粒得到黄色溶液，并在真空下进一步冷冻干燥，最终得到y-cds粉末并在4℃下储存备用。
6.根据权利要求5所述的比率荧光传感器，其特征在于：优选的，y-cds的制备条件为180℃加热12h。
7.根据权利要求1~6中任一所述的比率荧光传感器在检测食品中铜（ii）离子中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述检测荧光强度的激发波长分别为460nm和560nm，测定发射波长范围为430nm～710nm。