[发明专利]一种金纳米簇基双荧光发射试纸、制备方法及其在Cu2+检测中的应用

说明书

一种金纳米簇基双荧光发射试纸、制备方法及其在Cu²⁺等有毒离子检测中的应用，属于荧光检测技术领域。包括金纳米簇的合成、超薄g‑C₃N₄纳米片的制备和双荧光发射g‑C₃N₄/Au NCs/CS试纸的制备等三个步骤。本发明所得到的双荧光发射试纸g‑C₃N₄/Au NCs/CS，在372nm紫外光激发下，呈现可见光区450nm蓝光和596nm红光的双荧光发射效果。利用双荧光对于不同铜离子浓度具有不同响应的结果，呈现不同的复合荧光颜色变化，这种双荧光发射试纸可以用于裸眼比色检测水中痕量的铜离子，并且检测限可以低至10ppb，这为环境保护和食品安全中离子检测提供了便捷。

技术领域

本发明属于荧光检测技术领域，具体涉及一种金纳米簇基双荧光发射试纸、制备方法及其在Cu²⁺等有毒离子检测中的应用。

背景技术

铜离子是人体必需的微量元素之一，广泛分布于人体的多个组织中，其在人体中扮演着重要的角色，对大脑、心脏、造血以及抗癌有着重要的作用，然而过量的铜离子会导致严重的健康问题，如会引起缺血性心脏病、肾病、贫血和骨骼疾病等，也会给人体内的脏器造成负担，从而影响人体健康。人体摄取的铜主要是从水、食物以及环境中获得。因此，水中铜离子的分析测定，具有非常重要的实际意义。常见的痕量铜的测定方法主要有电化学分析法、分光光度法、化学发光法和荧光法等。荧光法由于其选择性好、灵敏度高、方法简便、仪器设备简单等优点而备受关注。目前，常用的荧光传感器使用的传感材料主要包括荧光有机分子、含稀土配合物、金属纳米簇和半导体量子点等。

金属纳米簇(NCs)传感材料由于其容易制备、量子效率高、荧光稳定性强等特点受到了科学工作者的广泛关注。金属纳米簇是一类由几个到几十个金属原子组成的尺寸接近电子的费米波长的一类新型荧光纳米传感材料。由于具有超小的尺寸，使其表现出不同于大尺寸纳米粒子的特殊性质，如可调的荧光发射、较大的斯托克斯位移、低毒性、生物相容性好等。金属纳米簇诸多的优良性质，使其在离子和生物小分子检测、酶活性检测、生物标记、生物成像等传感领域有着广泛的应用。然而大多数的荧光传感应用都只停留在单发射检测的层面上，这就很容易受到探针浓度、仪器状态和环境状态的影响，导致测试结果的不准确。因此，亟需制备更方便、更准确、更稳定的双荧光发射的材料。

双荧光发射材料具有单一光激发下双荧光发射的效果，在检测时一种荧光随目标检测物的变化而变化，另外一种荧光几乎不发生变化，即可认为在检测体系中植入了校正因子，可以避免探针浓度、仪器状态和环境状态的影响，并且双荧光发射可以方便的直接用裸眼比色检测。我们设计了基于金纳米簇的双荧光发射试纸可以用于比色检测Cu²⁺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：通过静电吸附的方法构筑金纳米簇基双荧光发射试纸g-C₃N₄/Au NCs/CS，该试纸具有结构稳定，环境友好，操作方便等特点。

本发明所述的用于Cu²⁺检测的新型金纳米簇基双荧光发射试纸的制备方法，其步骤如下：

(1)金纳米簇的合成：将HAuCl₄水溶液和稳定剂(还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、含巯基的氨基酸、硫醇类化合物等)充分混合，其中HAuCl₄与稳定剂的摩尔比1：1～6，混合液在75～105℃下持续加热6～10h；随后向体系中加入上述混合溶液总体积3～5倍的醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、环己醇、苯甲醇、乙二醇、1,3-丙二醇等)沉淀剂，离心后用体积比为1：2～8的醇和水的混合液洗涤离心产物3～5次，再次离心得到金纳米簇，然后分散在水中，配置浓度为0.1～0.8g/L的金纳米簇溶液；