[发明专利]表面修饰的碳纳米点的制备方法和作为荧光探针检测Cu2+及谷胱甘肽的应用

说明书

表面修饰的碳纳米点的制备方法和作为荧光探针检测Cu²⁺及谷胱甘肽的应用，本发明涉及Cu²⁺和谷胱甘肽的检测方法，本发明是要解决现有的检测Cu²⁺荧光探针易受其它金属离子干扰、制备成本高、制备步骤复杂的技术问题。本发明以三乙烯四胺修饰的碳纳米点作为荧光探针检测Cu²⁺和谷胱甘肽，荧光探针的制备方法是将柠檬酸和尿素在水溶液中微波加热，获得的碳纳米点加入到含有三乙烯四胺的乙醇溶液回流，制得荧光探针。该制备方法简单、反应条件温和、成本低。检测方法：荧光探针与Cu²⁺的相互作用，使TCDs荧光猝灭并形成TCDs‑Cu²⁺复合物，TCDs‑Cu²⁺复合物进一步与谷胱甘肽相互作用，并使TCDs的荧光恢复，从而实现对Cu²⁺及谷胱甘肽的检测。该探针可检测水溶液及生命体中的铜离子和谷胱甘肽。

技术领域

本发明属于纳米-荧光传感器领域，具体涉及荧光探针检测Cu²⁺和谷胱甘肽的方法。

背景技术

铜是生命必须的微量元素之一，在人体生理过程中发挥着重要作用。但当人体中的铜离子浓度超过一定浓度时，也会导致中毒，并产生严重的不可逆神经损伤。另外，富含巯基的三肽，如谷胱甘肽(GSH)几乎存在于人体的每一个细胞，能帮助人体保持正常的免疫功能。检测Cu²⁺及谷胱甘肽等生命体中重要的生物活性物质，并研究它们的相互作用，对于生物、化学、环境等都有着特殊意义。目前有荧光法检测Cu²⁺的荧光探针，如米小龙等人在《高等学校化学学报》2016第37卷第10期的1784～1791页报道了两种罗丹明类衍生物Cu²⁺的荧光探针，日光下，Cu²⁺可以使这两种罗丹明类衍生物由无色变为橘色或粉红色。但这种探针易受其他金属离子干扰，识别不具有专一性，而且制备成本高，制备步骤复杂。

碳纳米点作为一种新型的荧光材料备受关注。它具有良好的水溶性、化学惰性、低毒、易修饰、抗光漂白等性能。由于碳纳米点的良好性能，大量的研究者主要从制备和表面修饰两方面研究碳纳米点，碳纳米点的表面修饰方面，人们通过改变碳纳米点的表面基团，使修饰后的碳纳米点能更好的应用于分子识别和化学传感。但由于碳纳米点作为荧光检测方法研究的历史比较短，尚未见到利用表面修饰的碳纳米点作为荧光探针检测Cu²⁺和谷胱甘肽的分析方法的报道。

发明内容

本发明是要解决现有的检测Cu²⁺荧光探针易受其它金属离子干扰、制备成本高，制备步骤复杂的技术问题，而提供表面修饰的碳纳米点的制备方法和作为荧光探针检测Cu²⁺及谷胱甘肽的应用，实现了高选择性荧光检测Cu²⁺和谷胱甘肽。

本发明的表面修饰的碳纳米点是三乙烯四胺修饰的碳纳米点，粒径为3～5nm。

上述的表面修饰的碳纳米点的制备方法按以下步骤进行：

一、按碳纳米点与三乙烯四胺的质量比为1:(0.1～10)将碳纳米点与三乙烯四胺加入到乙醇中混合均匀，得到混合物；

二、将混合物加热回流反应5～48h，得到粗产物；

三、将粗产物旋转蒸发除去乙醇，再用苯洗涤粗产物1～5次，离心分离后，用超纯水溶解固相物，得到溶液，再将溶液过滤；将滤液真空干燥，即得到表面修饰的碳纳米点(TCDs)。

其中步骤一中所述的碳纳米点(CDs)是由尿素和柠檬酸按质量比1:(1～6)的比例混合，然后通过微波加热制备的一种富含碳的纳米颗粒；

本发明的表面修饰的碳纳米点可作为荧光探针检测二价铜离子和谷胱甘肽，铜离子和谷胱甘肽为水溶液中的铜离子和谷胱甘肽或生命体中的铜离子和谷胱甘肽。

其中，定性检测铜离子和谷胱甘肽的方法具体是：