利用荧光碳点与碲化镉量子点能量转移技术检测农田水中绿麦隆含量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用荧光碳点与碲化镉量子点能量转移技术检测农田水中绿麦隆含量的方法。以荧光碳点作为能量转移的给体，碲化镉量子点作为受体，构成性能稳定的能量转移体系，荧光碳点将能量传递给碲化镉量子点，导致碲化镉量子点的荧光增强。随着绿麦隆的加入，碲化镉量子点表面的电子转移到绿麦隆，与绿麦隆发生发生非辐射结合，导致碲化镉量子点的荧光发生有规律猝灭。绿麦隆的浓度在0.05~12.0微克/升的范围内与碲化镉量子点的荧光猝灭程度（F0/F）呈良好的线性关系，其线性回归方程为F0/F=1.0+0.138c，线性相关系数r=0.9979，方法检出限为0.017微克/升。本发明本发明方法简单，灵敏度高，选择性好，对于农田水样中绿麦隆的检测更加方便快速。
【专利说明】利用荧光碳点与碲化镉量子点能量转移技术检测农田水中绿麦隆含量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用荧光碳点与碲化镉量子点能量转移技术快速检测农田水中痕量绿麦隆的方法。
【背景技术】
[0002]绿麦隆是一种苯基脲除草剂，可以高选择、高效地控制年生禾本科和阔叶草的生长，成为了应用得最广泛的苯基脲除草剂之一。研究表明，绿麦隆具有一定的致癌性且对水生植物有直接的毒害作用。目前，绿麦隆常用的检测方法有色谱法、电化学法和酶联免疫法等。尽管这些方法具有某些优点，但是这些方法有的仪器比较昂贵，有的操作复杂，限制了其在实际样品检测中的应用。因此，发展一种简单、快速、灵敏、高选择性的方法检测绿麦隆的含量具有重要的意义。能量转移技术是一种新型荧光检测技术，具有灵敏度高，与常规荧光法和共振光散射法相比受瑞利散射光干扰小等特点。荧光碳点具有优良的光学特性，比如吸收光谱，荧光尺寸可调，荧光寿命长，量子产率高等，已被应用于环境污染物、病毒、生物分子、金属离子等领域的分析。所以，荧光碳点可以作为供体或受体，建立更有效的荧光共振能量转移体系。本文利用荧光碳点作为荧光供体，碲化镉作为荧光受体建立一个新型能量转移体系，并利用该体系建立了快速、灵敏、准确的检测绿麦隆的新方法。目前国内外应用异荧光碳点与碲化镉量子点能量转移法在绿麦隆的检测上尚未见报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种利用荧光碳点与碲化镉量子点能量转移技术检测农田水中绿麦隆含量的方法。
[0004]本发明思路:以荧光碳点作为能量转移的给体，碲化镉量子点作为受体，构成性能稳定的能量转移体系，荧光碳点将能量传递给碲化镉量子点，导致碲化镉量子点的荧光增强。绿麦隆的加入，却使碲化镉量子点的荧光发生猝灭，且其荧光猝灭程度与绿麦隆的浓度在0.05^12.0微克/升范围内呈良好的线性关系，从而建立检测绿麦隆的新方法。
[0005]本发明具体机理:荧光碳点将能量传递给碲化镉量子点，导致碲化镉量子点的荧光增强。随着绿麦隆的加入，碲化镉量子点表面的电子转移到绿麦隆，与绿麦隆发生发生非辐射结合，导致碲化镉量子点的荧光发生有规律猝灭。
[0006]具体步骤为:
(I)水溶性碲化镉量子点的合成:
在一个25毫升的三口烧瓶中分别加入0.03-0.06克的碲粉、0.10-0.13克硼氢化钠和4-6毫升二次水，混合均匀，在60-70°C水浴和磁力搅拌下反应10-30分钟，得到紫色透明的的碲氢化钠水溶液，备用；在氮气保护下，在180-220毫升浓度为2.5 X 10_3摩尔/升氯化镉水溶液中，加入0.08-0.12毫升分析纯巯基乙酸，用氢氧化钠调节pH为9-11，强搅拌下，迅速加入4-6毫升上述碲氢化钠水溶液，于90-100 °C下回流1.5-2.5小时，即获得颜色透明的締化镉量子点溶液。
[0007](2)突光碳点的合成:
在高温反应釜中加入0.1-0.3克柠檬酸钠、1-2克碳酸氢铵和8-12毫升二次水，混合均匀，至柠檬酸钠与碳酸氢铵溶解；将所得的混合溶液至于180°C的干燥箱中，反应3-5小时，冷却至室温；反应完成后，将所得的产物置于透析袋(1000道尔顿)中透析22-26小时，以提纯，获得纯度较高的荧光碳点；将提纯后的荧光碳点稀释至100毫升得荧光碳点溶液，于4 °C避光保存。
[0008](3)检测方法:
在10支5毫升比色管中分别加入O微升、2.5微升、7.5微升、15微升、50微升、150微升、150微升、400微升、500微升、600微升浓度为5.0X 10_4克/升的绿麦隆溶液，再在这10支比色管中均分别加入30微升步骤(2)所得的荧光碳点溶液和50微升步骤(1)所得的碲化镉量子点溶液，然后分别用pH = 8.7的浓度为0.1摩尔/升三羟甲基氨基液定容至刻度；在室温下反应5分钟后用RF-5301PC荧光光度计进行荧光强度检测，激发波长为350纳米，激发和发射狭缝宽度均为5纳米。
[0009](4)工作曲线的绘制:
在10支5毫升比色管中分别加入O微升、2.5微升、7.5微升、15微升、50微升、150微升、150微升、400微升、500微升、600微升浓度为5.0X 10_4克/升的绿麦隆溶液，再在这10支比色管中均分别加入30微升步骤(2)所得的荧光碳点溶液和50微升步骤(1)所得的碲化镉量子点溶液，然后分别用pH = 8.7的浓度为0.1摩尔/升三羟甲基氨基甲烷-浓度为0.1摩尔/升盐酸的缓冲溶液定容至刻度； 在室温下反应5分钟后用RF-5301PC荧光光度计进行荧光强度检测，激发波长为350纳米，激发和发射狭缝宽度均为5纳米；绿麦隆的浓度在0.05^12微克/升的范围内与碲化镉量子点的荧光猝灭程度(FcZF)呈良好的线性关系，其线性回归方程为FcZF= 1.0+0.138c，线性相关系数r = 0.9979。
[0010]本发明方法简单，灵敏度高，选择性好，克服了已有技术在检测时存在反应时间长、操作繁琐、选择性差、仪器昂贵的缺点，对于农田水中低浓度绿麦隆的检测更加准确方便快速。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例不同浓度的绿麦隆对碲化镉量子点的荧光恢复谱图。其中a到j分别为0.0,0.05,0.15,0.3、1.0,3.0,6.0,8.0,10.0、12.0微克/升的绿麦隆对碲化镉
量子点的荧光恢复谱图。
[0012]图2为本发明实施例绿麦隆含量与荧光碳点-碲化镉量子点能量转移体系中绿麦隆对碲化镉量子点的荧光猝灭的关系图。
【具体实施方式】
[0013]实施例:
(I)水溶性碲化镉量子点的合成:
在一个25毫升的三口烧瓶中分别加入0.048克的碲粉、0.120克硼氢化钠和5毫升二次水，混合均匀，在65 1:水浴和磁力搅拌下反应20分钟，得到紫色透明的的碲氢化钠水溶液，备用；在氮气保护下，在200毫升浓度为2.5 X Kr3摩尔/升氯化镉水溶液中，加入0.10毫升分析纯巯基乙酸，用氢氧化钠调节PH为9-11，强搅拌下，迅速加入5.0毫升上述碲氢化钠水溶液，于95 °C下回流2小时，即获得颜色透明的碲化镉量子点溶液。
[0014](2)突光碳点的合成:
在高温反应釜中加入0.2克柠檬酸钠、1.5克碳酸氢铵和10毫升二次水，混合均匀，至柠檬酸钠与碳酸氢铵溶解；将所得的混合溶液至于180 °C的干燥箱中，反应4小时，冷却至室温；反应完成后，将所得的产物置于透析袋(1000道尔顿)中透析24小时，以提纯，获得纯度较高的荧光碳点；将提纯后的荧光碳点稀释至100毫升得荧光碳点溶液，于4°C避光保存。[0015](3)检测方法:
在10支5毫升比色管中分别加入O微升、2.5微升、7.5微升、15微升、50微升、150微升、150微升、400微升、500微升、600微升浓度为5.0X 10_4克/升的绿麦隆溶液，再在这10支比色管中均分别加入30微升步骤(2)所得的荧光碳点溶液和50微升步骤(1)所得的碲化镉量子点溶液，然后分别用pH = 8.7的浓度为0.1摩尔/升三羟甲基氨基甲烷-浓度为0.1摩尔/升盐酸的缓冲溶液定容至刻度；在室温下反应5分钟后用RF-5301PC荧光光度计进行荧光强度检测，激发波长为350纳米，激发和发射狭缝宽度均为5纳米。
[0016](4)工作曲线的绘制:
在10支5毫升比色管中分别加入O微升、2.5微升、7.5微升、15微升、50微升、150微升、150微升、400微升、500微升、600微升浓度为5.0X 10_4克/升的绿麦隆溶液，再在这10支比色管中均分别加入30微升步骤(2)所得的荧光碳点溶液和50微升步骤(1)所得的碲化镉量子点溶液，然后分别用pH = 8.7的浓度为0.1摩尔/升三羟甲基氨基甲烷-浓度为0.1摩尔/升盐酸的缓冲溶液定容至刻度；在室温下反应5分钟后用RF-5301PC荧光光度计进行荧光强度检测，激发波长为350纳米，激发和发射狭缝宽度均为5纳米；绿麦隆的浓度在0.05^12微克/升的范围内与碲化镉量子点的荧光猝灭程度(FcZF)呈良好的线性关系，其线性回归方程为FcZF= 1.0+0.138c，线性相关系数r = 0.9979。
[0017](5)农田水中绿麦隆含量的检测:
将上述方法应用于农田灌溉，水样品从广西桂林市雁山区附近的农田获得，静置过夜，使泥沙沉淀。取适量的待测液按实验方法操作对样品进行测定，同时进行标准加入回收试验，结果如表1所示，其RSD≤3.48 %(n=6)，加标回收率在96.8 %~102.3 %之间，说明方法具有较高的准确度和较好的精密度。
[0018]表1:样品测定和加标回收试验数据
【权利要求】
1.一种利用荧光碳点与碲化镉量子点能量转移技术检测农田水中绿麦隆含量的方法，其特征在于具体步骤为: (1)水溶性碲化镉量子点的合成: 在一个25毫升的三口烧瓶中分别加入0.03-0.06克的碲粉、0.10-0.13克硼氢化钠和4-6毫升二次水，混合均匀，在60-70°C水浴和磁力搅拌下反应10-30分钟，得到紫色透明的的碲氢化钠水溶液；在氮气保护下，在180-220毫升浓度为2.5X 10_3摩尔/升氯化镉水溶液中，加入0.08-0.12毫升分析纯巯基乙酸，用氢氧化钠调节pH为9-11，强搅拌下，迅速加入4-6毫升上述碲氢化钠水溶液，于90-100 °C下回流1.5-2.5小时，即获得颜色透明的碲化镉量子点溶液； (2)突光碳点的合成: 在高温反应釜中加入0.1-0.3克柠檬酸钠、1-2克碳酸氢铵和8-12毫升二次水，混合均匀，至柠檬酸钠与碳酸氢铵溶解；将所得的混合溶液至于180°C的干燥箱中，反应3-5小时，冷却至室温；反应完成后，将所得的产物置于透析袋中透析22-26小时，以提纯，获得纯度较高的荧光碳点；将提纯后的荧光碳点稀释至100毫升得荧光碳点溶液，于4°C避光保存； (3)检测方法: 在10支5毫升比色管中分别加入O微升、2.5微升、7.5微升、15微升、50微升、150微升、150微升、400微升、500微升、600微升浓度为5.0X 10_4克/升的绿麦隆溶液，再在这10支比色管中均分别加入30微升步骤(2)所得的荧光碳点溶液和50微升步骤(1)所得的碲化镉量子点溶液，然后分别用pH = 8.7的浓度为0.1摩尔/升三羟甲基氨基甲烷-浓度为0.1摩尔/升盐酸的缓冲溶液定容至刻度；在室温下反应5分钟后用RF-5301PC荧光光度计进行荧光强度检测，激发波长为350纳米，激发和发射狭缝宽度均为5纳米； (4)工作曲线的绘制: 在10支5毫升比色管中分别加入O微升、2.5微升、7.5微升、15微升、50微升、150微升、150微升、400微升、500微升、600微升浓度为5.0X 10_4克/升的绿麦隆溶液，再在这10支比色管中均分别加入30微升步骤(2)所得的荧光碳点溶液和50微升步骤(1)所得的碲化镉量子点溶液，然后分 别用pH = 8.7的浓度为0.1摩尔/升三羟甲基氨基甲烷-浓度为0.1摩尔/升盐酸的缓冲溶液定容至刻度；在室温下反应5分钟后用RF-5301PC荧光光度计进行荧光强度检测，激发波长为350纳米，激发和发射狭缝宽度均为5纳米；绿麦隆的浓度在0.05^12微克/升的范围内与碲化镉量子点的荧光猝灭程度即FcZF呈良好的线性关系，其线性回归方程为FcZF= 1.0+0.138c，线性相关系数r = 0.9979。
【文档编号】G01N21/64GK103901007SQ201410150917
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】陶慧林, 廖秀芬, 孙超, 谢襄漓, 钟福新, 易忠胜, 黄艺鹏 申请人:桂林理工大学