[发明专利]一种利用量子点和金纳米粒子检测草甘膦的方法

说明书

技术领域

一种利用量子点和金纳米粒子检测草甘膦的方法，属于分析化学技术领域。

背景技术

草甘膦是是一种光谱非选择性、无残留灭生性、有机磷除草剂，对多年生根杂草非常有效。草甘膦主要抑制植物体内的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶，蛋白质合成受到干扰，导致植物死亡。草甘膦的结构如下：

由于具有低毒性和优异的除草性能，草甘膦被广泛用于农业、林业和水产中。

然而，过多的使用草甘膦存在潜在的危害性。由于土壤的吸附、水的高溶解性，会造成水土中草甘膦的残留，污染环境；而且，草甘膦本身既是致癌物质又是内分泌干扰物，被污染的水源和农产品一旦流向餐桌，必然会危害人体的健康。草甘膦的长期大量使用所带来的农药残留问题却成为影响人类健康与环境安全的重大隐患。

草甘膦高极性、高水溶性、低挥发性，这些物质的结构缺少荧光基团和发色基团。

目前，草甘膦的检测手段主要包括液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、毛细管电泳(CE)、脉冲安培检测器(PAD)、离子色谱法(IC)、酶联免疫法(ELISA)等。尽管这些方法灵敏度高，这些方法需要昂贵的设备，测定时间较长，成本高，需要专业技术人员操作，不适合现场快速检测。因此需要建立一种快速、简单、灵敏的方法检测食品中的草甘膦。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于碲化镉量子点(TGA-CdTe QDs)和金纳米粒子(CS-AuNPs)荧光共振能量转移检测草甘膦的方法，以快速、简单、灵敏的检测食品中草甘膦的残留量。

技术问题：一种基于碲化镉量子点(TGA-CdTe QDs)和金纳米粒子(CS-AuNPs)荧光共振能量转移检测草甘膦的方法基于以下原理：

半胱氨酸修饰的金纳米粒子（CS-AuNPs）的最大吸收波长在528nm，其光谱较宽；在400nm激发下，巯基乙酸修饰的碲化镉量子点（TGA-CdTe QDs）的荧光发射波长在532nm，两者的光谱具有很好的重叠。碲化镉量子点在400nm被激发后，可在532nm左右发射荧光。在pH=7的体系中，CS-AuNPs由于其含有的–NH₂发生了质子化形成–NH₃⁺而带正电荷，TGA-CdTe QDs由于其含有的–COOH发生了电离形成了–COO–而带负电荷，在CS-AuNPs体系中加入TGA-CdTe QDs时，金纳米粒子和量子点之间的静电作用将两者间的距离拉近，碲化镉量子点发射的荧光被金纳米粒子吸收，能量从供体（TGA-CdTe QDs）向受体（CS-AuNPs）转移，即FRET，实现了荧光猝灭。

当在体系中添加草甘膦之后，研究发现草甘膦对TGA-CdTe QDs的荧光没有影响。但是，在体系中，含有-COOH和-PO₃H₂基团的草甘膦由于电离而带负电荷，可以竞争性的与带正电和的CS-AuNPs静电结合，通过静电作用，使金纳米粒子发生团聚，干扰了碲化镉量子点和金纳米粒子之间的荧光共振能量转移，从而实现了TGA-CdTe QDs的荧光恢复。

本发明的技术方案：

包括以下步骤：TGA-CdTe量子点水溶液的合成和纯化；CS-AuNPs的制备；分别对AuNPs，AuNPs和草甘膦体系进行透射电镜表征；通过测定荧光寿命确定CdTe量子点与金纳米粒子的作用原理；通过测定荧光光谱图观察CdTe量子点、金纳米粒子和草甘膦体系的反应；基于荧光共振能量转移原理利用TGA-CdTe量子点和金纳米粒子(CS-AuNPs)快速检测草甘膦。

（1）TGA-CdTe量子点水溶液的合成