[发明专利]一种双通道荧光铀酰离子探针及其应用

说明书

本发明属于放射性元素的分析方法领域，特别涉及一种利用双通道荧光铀酰离子探针分析检测痕量放射性元素的方法。该探针基于半导体量子点‑碳量子点双通道荧光信号构建，主要包括以下步骤：(1)合成绿色荧光碳量子点，(2)合成红色荧光镉系量子点，(3)制备探针。检测原理是通过铀酰离子可以猝灭红色量子点荧光，而碳量子点的绿色荧光信号则保持稳定不变，通过测试样品浓度与红绿荧光信号比值之间的线性关系，实现待测样品的定量检测。本发明方法在一定程度上可以避免使用大型仪器，仅需一个手持式紫外灯就可进行可视化检测，操作简单，方便快速，省略了预处理过程，能实现对溶液中痕量铀酰离子的高灵敏性选择性检测。

技术领域

本发明属于放射性元素的分析方法领域，特别涉及一种利用双通道荧光铀酰离子探针分析检测痕量放射性元素的方法。

背景技术

随着社会的不断发展，能源短缺问题逐渐成为当今社会的焦点，而核燃料作为新型燃料逐渐进入人们的日常生活中。铀是核燃料主要元素之一，铀矿的大量开采不可避免带来铀元素的污染。铀元素的放射性和化学毒性，能够诱发多种疾病，对骨骼，肾脏和循环系统等造成不可逆转的损坏。铀酰作为铀元素在溶液和人体中最稳定的存在形状，亟需一种快速准确的定量检测方法。

近些年来，荧光检测法由于其简单、快速、准确而备受关注。但这些方法大多都是基于打开或关闭的方法来进行检测，这种检测方式容易受到外界环境的影响，从而导致测量结果不够精确，而目前使用比率荧光检测铀酰离子的方式却鲜有报道。

本发明针对现有技术的上述不足，旨在提供一种快速检测各种水样中痕量铀酰离子的检测方法，所要解决的技术问题利用碳点荧光信号做内标，量子点荧光信号的猝灭做测量，达到双通道荧光信号，从而实现定性和定量的检测，能应用于不同水体中铀酰离子的的检测分析。

发明内容

一种双通道荧光铀酰离子探针，该探针基于半导体量子点-碳量子点双通道荧光信号构建，主要包括以下步骤：

(1)合成碳量子点：将柠檬酸和尿素按1:3～1:8的摩尔比溶解于去离子水，形成前躯体溶液，将前躯体溶液在180℃～220℃高温下热解1～5h，降至室温,将所得的固体溶解,得到的溶液透析过后备用。

(2)合成红色荧光镉系量子点：将氯化镉与3巯基丙酸按1：2～1：3的摩尔比溶于pH值为9～12的水中；将硼氢化钠和碲粉按2：1～10：1的摩尔比加入水中，在冰浴氮气下反应生成碲氢化钠，用过量的稀硫酸溶液和碲氢化钠反应生成的H₂Te直接通入上述镉溶液中，镉与碲的摩尔比在1：0.2～1：0.8之间，搅拌15～30分钟后加热回流。控制回流时间，得到荧光发射峰位在640nm的碲化镉量子点；利用丙酮纯化一次以去除原始溶液未反应物质，备用。

(3)制备探针：将步骤(1)和步骤(2)的产物，在超纯水中按照1：5～1：10的摩尔比混合，得到所需的双通道荧光探针。

步骤(1)中，所述碳量子点为任一种发射绿色荧光的碳量子点。

步骤(2)中，所述碲粉可换为碲/硫粉、硒粉、硒/硫粉或硫粉中的任一种，所制得的镉系量子点为对应为CdTe、CdTe/CdS、CdSe、CdSe/CdS或CdS中任一种发射红色荧光的量子点。

一种双通道荧光铀酰离子探针的应用，将待检测的铀酰溶液加入到置于比色皿中的双通道荧光探针中进行荧光检测，在0～250nM间随着铀酰浓度的增大，红色荧光逐渐猝灭，在紫外灯能看到比色皿中溶液颜色由红色逐渐变成绿色，据此确立溶液中铀酰浓度与荧光猝灭强度之间的线性关系，得到溶液中痕量铀酰离子的浓度。

本发明的有益效果如下：

1、本发明利用双通道荧光信号检测放射性元素，设计双通道荧光探针，对溶液中痕量铀酰离子进行荧光检测，其线性范围为1～250nM，检测限为3nM，对于溶液中超过3nM的铀酰离子可实现可视化检测。