[发明专利]一种碳点/聚吡咯复合荧光探针体系及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种碳点/聚吡咯复合探针体系及其制备方法和应用，属于荧光探针材料检测领域。本发明制备碳点/聚吡咯复合探针体系的方法具体如下：首先将吡咯和FeCl₂·4H₂O加入到纯水中，随后滴加H₂O₂，搅拌，将得到的混合物离心分离、洗涤，真空冷冻干燥，得到聚吡咯固体；将聚吡咯固体中加纯水配成PPy溶液；然后取甘油、PEG和丝氨酸混合，搅拌均匀后，进行微波反应；在粗碳点溶液中加入纯水和PPy溶液，搅拌均匀后，透析得到CDs/PPy体系。本发明CDs/PPy体系可以与Cr(VI)形成CDs/PPy‑Cr(VI)体系，通过建立标准曲线，检测待测物质的浓度。利用上述检测方法可以检测SO₃^2‑、S^2‑、抗坏血酸、NO₂^‑或儿茶酚等物质。本发明的CDs/PPy体系可实现对多种阴离子的检测，检出限较低，扩大了CDs/PPy体系的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种碳点/聚吡咯复合探针体系及其制备方法和应用，属于荧光探针材料检测领域。

背景技术

亚硫酸盐是一种容易引起过敏和其他健康问题的食品防腐剂，亚硫酸盐作为抗氧化剂广泛用于食品和酒水饮料中，主要用于防止变质氧化和细菌生长。尽管亚硫酸盐作为抗氧化剂在食品行业具有重要的作用，但是亚硫酸盐的含量应该被严格控制，主要是因为亚硫酸盐对于高血压患者及一些亚硫酸盐的过敏性人群存在潜在的毒害作用，而且摄入高浓度的亚硫酸盐还可能导致死亡。因此，发展一种快速、可靠、灵敏的亚硫酸盐的检测方法对于保障食品安全具有重要意义。

目前，检测亚硫酸盐的方法主要是检测亚硫酸根（SO₃^2-），方法主要有滴定法、比色法、光谱法、色谱法、电化学方法等。但是这些方法存在重现性和准确度差、检测范围窄、误差大、专属性不够、容易受介质条件干扰等缺点，具有一定的局限性。荧光检测方法由于其简单快速高选择性和高灵敏性具有显著的优势。可通过构建对目标物具有特异性的荧光探针实现目标物的选择性定量检测。

常用的荧光材料有机荧光染料、贵金属纳米颗粒、半导体量子点和碳点（CDs）。有机荧光染料具有窄的斯托克位移和光致漂白性质，贵金属纳米颗粒成本高，半导体量子点溶解性差且具有毒性，相比之下，碳点的良好水溶性和低毒性具有广阔的应用前景。由于CDs自身荧光性质和官能团的局限，可直接检测的物质是有限的，因此构建基于CDs的特异性复合荧光检测探针可实现更多种物质的检测，在特异性检测领域具有重要意义。

将碳点和一些有机或者无机的材料进行适当的复合，结合各组分的独特的优势，建立起具有基于碳点的复合材料荧光探针体系，大大的增加了复合探针特异性荧光响应的形式以及基于碳点的荧光检测探针的多样性和应用范围，可以有效的实现对目标分子的选择性检测。目前报道的基于碳点的复合材料荧光探针的复合方式基本可以分为以下几类：（1）碳点与不具备荧光特性的物质进行复合，复合探针具有单一荧光发射现象，复合后探针的荧光增强或者猝灭。（2）两种荧光材料的复合，构建荧光共振能量转移体系，该复合探针也具有单一荧光发射现象。（3）两种荧光材料复合，复合探针具有两种荧光同时发射的现象，是一种双发射式荧光探针。但是由于严格的光谱要求，荧光共振能量转移体系和双发射体系构建困难，实际应用受到了一定的限制，研究碳点和其他无荧光物质的复合应用更为广泛。但是，需要注意到碳点由于自身的量子尺寸效应会发生聚集，影响其荧光性质，从而影响其实际应用，可将CDs的表面钝化或官能化使物理化学性质改变，提高荧光稳定性，可以采用各种不同的方法或材料复合来钝化碳点，提高荧光量子产率。