[发明专利]一种用于钙离子检测的生物质纤维荧光探针的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于钙离子检测的生物质纤维荧光探针的制备方法，其以竹纤维为原料制备羧基化纤维素，以壳聚糖为原料制备氨基量子点，将两者混合形成牢固的共价键结合，并以天然植物提取物——鞣酸作为“桥梁”，在羧基化纤维素和氨基量子点之间构建非共价键结合，从而最终通过共价键和非共价键协同作用构建高强度生物质纤维荧光探针。本发明工艺简单，操作简便，原料来源丰富、安全性高，制备的生物质纤维荧光探针力学性能好，对钙离子具有高灵敏性和高选择性检测。

技术领域

本发明属于金属离子检测领域，具体涉及一种用于钙离子检测的生物质纤维荧光探针的制备方法。

背景技术

钙是人体需要的营养元素之一，人体内Ca²⁺过少会引起骨质疏松等疾病，Ca²⁺过多会引起肠胃不适等症状；工业用水中Ca²⁺含量过高会导致不溶性矿物沉积，降低热量传导效率，易产生锅垢，引起锅炉爆炸，因此，准确检测水中Ca²⁺含量十分有必要。目前水中Ca²⁺的检测主要借助于电感耦合等离子体原子发射光谱、吸收/发射光谱、离子光谱等，不仅对仪器有较高的要求，而且需要专业技术人员才能操作，同时检测设备昂贵，检测成本高，而且样品前处理过程复杂，耗时多，工序繁杂。

荧光探针作为一种新型的检测试剂，缘于其灵敏度高、成本低、选择性好、试样处理简单、检测速度快、可实时检测、操作方便的特点而受到广泛关注，在离子检测、传感检测、生物成像等领域具有广泛的应用前景。荧光探针用于金属离子的检测具有其他检测方法无法比拟的优势，其可以通过检测荧光强度的大小直观体现金属离子的存在和浓度，灵敏度高、选择性好。

目前，以可再生、可降解的生物质纤维如明胶、壳聚糖、纤维素、海藻酸盐等为载体，以碳量子点、有机染料、荧光染料等为荧光物质制备荧光探针已成为荧光探针的发展方向。但是，这种由生物质纤维制备的荧光探针强度较低，目前用于检测钙离子的荧光探针很少。

发明内容

本发明为解决现有钙离子检测方法的不足，提供了一种用于钙离子检测的生物质纤维荧光探针的制备方法。本发明工艺简单，操作简便，原料来源丰富、价格便宜、安全性高，制备的生物质纤维荧光探针力学强度高，对钙离子具有高灵敏性和高选择性检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于钙离子检测的生物质纤维荧光探针的制备方法，其包括以下步骤：

（1）按固液比1g:10mL-1g:50mL将竹纤维加入到1-5mol/L的酒石酸溶液中，置于水热反应釜中，于80-110℃水热反应2-5h，使纤维素表面接枝形成羧基化纤维素，离心洗涤后加水配制成浓度2wt%的羧基化纤维素悬浮液；

（2）配制浓度为1wt%-5wt%的壳聚糖溶液，移入高压反应釜中，在隔绝空气的条件下于200-250℃反应8-20h，反应产物进行透析、浓缩，得到氨基量子点；

（3）将步骤（1）所得羧基化纤维素悬浮液与步骤（2）所得氨基量子点室温下搅拌反应10min，然后经超声分散成为均一的悬浮液，再加入该悬浮液重量0.5%-2%的鞣酸，80℃搅拌反应1h，得到所述生物质纤维荧光探针。

步骤（3）中羧基化纤维素悬浮液与氨基量子点的质量比为1:1-3:1。

将所得生物质纤维荧光探针配成0.1mg/mL-1mg/mL的水溶液，可用于Ca²⁺的检测，其对Ca²⁺的荧光响应信号为荧光猝灭。