[发明专利]一种绿色荧光量子点及其制备方法和铜离子检测应用

说明书

本发明公开的一种绿色荧光量子点及其制备方法和应用，属于纳米材料技术领域。制备方法：以没食子酸为碳源，以尿素为氮源，以PEG₄₀₀为钝化剂，采用微波辅助法制得能够发绿光的绿色荧光碳量子点。本发明选择没食子酸作为碳源，是因其苯环结构上有三个羟基和一个羧基，因此以其为碳源制备的荧光量子点，荧光团具有更高的共轭结构，具有更高的发射波段。该制备方法路线设计合理，操作简单，重复性好，对设备要求低；制得的绿色荧光量子点水溶性好，稳定性高，荧光性能优异，能够专一性的用于检测铜离子。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种绿色荧光量子点及其制备方法和应用。

背景技术

铜是人类最早发现的金属，也是人类使用最广泛的金属，其广泛的应用于农业和工业产品中，如：试剂、农药、增塑剂、乳化剂和涂料等。同时，铜在调节生物体生理活动方面也具有重要的作用。一方面，适量的铜在生物体内对正常的生理活动起着无可替代的作用。在机体内，许多参与生理活动的酶都有铜的参与，比如抗坏血酸氧化酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等，其在生物转化中与电子传递氧化还原反应密不可分。同时，许多酶的代谢也与铜紧密相关。在生物体内，铜离子对铁元素的吸收、运输起着至关重要的作用。铜元素的缺乏会抑制生物体内血红蛋白的合成，造成血红蛋白含量降低，导致功能性贫血；同时，铜离子对内分泌系统和神经系统也有一定的影响。铜元素的缺乏对神经组织中铜蓝蛋白、超氧化物歧化酶、细胞色素氧化酶等的活性有着重要的影响，临床上所表现的症状主要有威尔森病(Wilson disease)、阿尔兹海默病(Alzheimer disease)、帕金森综合征(Parkinsonism)、中枢神经系统病(Central Nervous System Disease)等；同时，铜骨骼和软骨及其结缔组织的生理活动也有着至关重要的影响，铜元素缺乏会对儿童的骨骼生长产生影响。另一方面，机体内铜元素含量过高也会产生一定的危害。

根据世界卫生组织研究显示，婴儿、儿童以及青少年每天铜的安全摄入量分别为80,40和30μg·kg-1。同时，根据中国营养学会(Chinese Nutrition Society)报告，成年人每天对铜的安全摄入量应为210～300mg；同样的，名美国国家食品营养委员会(NationalNutritional Foods Association)推荐承认每天对铜的安全摄入量应为115～310mg。我国对饮用水和食品中重金属含量也进行了明确的规定：生活饮用水中铬的最大限量为0.05mg·L^-1，铝的最大限量为0.2mg·L^-1，铜的最大限量为1mg·L^-1。粮食中铜的极限含量为10mg·kg^-1，铅的极限含量为0.2mg·kg^-1，铬的极限含量为0.2mg·kg^-1。禽畜肉类中铅的含量不得超过0.2mg·kg^-1，铬的含量不得超过0.1mg·kg^-1，铜的含量不得超过10mg·kg^-1。同时，根据联合国卫生环保组织规定，饮用水中铜离子含量不得超过10μmol·L^-1。根据相关研究显示，机体内铜含量超过极限便会产生溶血。长期过量摄入铜会引发记忆力衰退、恶心、肝功能异常和肝脏肿大等。

铜离子传统检测方法有沉淀法、显色法、荧光探针法、金属量子点法等，但这些方法都存在灵敏度低和准确度不够等问题，很难检测到生物体中微量铜离子；同时荧光探针法和金属量子点法带来的生物毒性大大限制了其在线检测和应用。因此，开发高灵敏度和生物毒性低的铜离子检测方法实现微量铜离子的检测，可望实现因铜离子蓄积引起疾病的早期诊断。