[发明专利]锌离子检测用量子点比率荧光探针及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种比率荧光探针，特别是涉及一种锌离子检测用量子点比率荧光探针及利用其对水中锌离子进行检测的方法。

背景技术

锌离子在人体中的含量仅次于铁离子的过度金属离子，广泛分布于人体细胞和体液中，在机体的免疫调节、生长发育、组织修复、信号传输、基因转录等多项生命活动中，锌离子都发挥着至关重要的作用。人体内锌离子代谢的紊乱与阿尔茨海默病、糖尿病、癫痫等疾病的发生有密切相关。我国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)所规定的锌离子含量上限为1.5×10^-5mol/L。因此，实现饮用水及生理环境中锌离子的高灵敏检测，具有重要意义。

传统锌离子浓度的检测手段主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、离子色谱法等，其通常存在着检测仪器价格昂贵、体积庞大、操作复杂且维护较为困难等缺点。荧光检测法因其检测信号直观、操作便捷，灵敏度高等优点，近年来得到迅速发展。其中，比率荧光检测法以相同背景下测定的荧光强度的比值作为信号参数，能够极大的降低各种环境因素干扰，进一步提高检测的灵敏度和准确性，有着良好的应用前景。

传统的有机小分子荧光探针已被广泛应用于离子检测领域，然而通常有着信号强度低、激发光谱窄、发射光谱宽以及生物相容性差等缺点。荧光量子点因其独特的光学性质，如宽带吸收、窄带发射、高量子产率、抗光漂白性好等特点，克服了上述有机小分子荧光探针所遇到的困难，在化学和生物检测中发挥了越来越大的作用。因其窄带发射的特性，不同发射波长的量子点荧光信号能被显著区分，因此应用于比率荧光检测更具优势。目前，量子点作为荧光团已成功应用于铜离子、汞离子等金属离子的比率荧光检测，而利用量子点荧光探针通过比率荧光的方法实现对锌离子的检测还未见报道。

发明内容

技术问题：针对目前锌离子检测技术中存在的问题，本发明提供了一种锌离子检测用量子点比率荧光探针及其检测方法。

技术方案：本发明的探针该探针由发绿色荧光CdSe/ZnS量子点和发黄色荧光CdSe/CdZnS/ZnS量子点及卟啉分子通过静电组装的方式连接后制成，其中两种量子点与卟啉的摩尔浓度比分别为1：10；所述的两种量子点外层均包覆有带正电的二氧化硅壳层，所述卟啉分子为带有负电的硫磺基卟啉分子。

本发明的锌离子检测用量子点比率荧光探针的检测方法包括如下三个步骤：

步骤1.量子点比率荧光探针的制备：通过常规反向微乳液法分别对发绿色荧光CdSe/ZnS量子点和发黄色荧光CdSe/CdZnS/ZnS量子点包覆二氧化硅壳层，形成量子点/二氧化硅荧光纳米颗粒，并对二氧化硅壳层表面进行氨基化，再将卟啉分子加入到上述两种量子点/二氧化硅荧光纳米颗粒的混合溶液中，形成量子点/二氧化硅-卟啉溶液，卟啉分子的浓度为3×10^-6mol/L；

步骤2.标准曲线的绘制：将不同浓度的锌离子加入到量子点/二氧化硅-卟啉溶液中，分别测得不同锌离子浓度下发绿色荧光量子点和发黄色荧光量子点的荧光强度，并计算其比值，以相对荧光强度比值作为纵坐标，锌离子浓度作为横坐标作图绘制标准曲线；.

步骤3.量子点比率荧光探针检测未知水溶液样品中锌离子：向量子点/二氧化硅-卟啉溶液中加入未知样品溶液，测得发绿色荧光量子点和发黄色荧光量子点的荧光强度，并计算二者的比值，将其作为纵坐标带入步骤2中的标准曲线，得到对应的横坐标数值即未知样品的锌离子浓度；

其中：

步骤2、步骤3中使用荧光分光光度计时选用的激发波长为460nm，测定的波长范围为475-625nm。

有益效果：本发明具有以下优点：

(1)本发明工艺简单，价格低廉，重现性好，适用于环境、饮用水和体液中，具有良好的应用前景。

(2)本发明得到的检测锌离子的比率荧光探针，是基于荧光共振能量转移原理。量子点向卟啉分子发生能量转移，量子点荧光淬灭，卟啉分子捕获锌离子后吸收光谱发生特异性变化，与不同量子点间能量转移的效率发生相反变化，发绿色荧光CdSe/ZnS量子点荧光恢复，发黄色荧光CdSe/CdZnS/ZnS量子点荧光进一步淬灭。检测方法是基于不同量子点荧光强度的比率变化，这种检测模式可以避免环境中其他分析物的干扰，提高检测的抗干扰能力，并进一步降低检测限。