[发明专利]一种红外光激发可视化检测重金属离子的方法

说明书

本发明公开了一种红外光激发可视化检测重金属离子的方法，所述方法采用红外光作为激发光源；先对上转换发光材料进行亲水改性，改性后，将上转换发光材料置于待检测的液体中，在红外光激发下，通过荧光共振能量转移引起的荧光淬灭可视化判断液体中是否存在重金属离子，同时，采用荧光分光光度计检测上转换发光材料荧光值变化大小，定量检测出液体中重金属离子的浓度；或在红外光激发下，提高荧光是否恢复可视化判断液体中是否存在重金属离子，同时，采用采用荧光分光光度计检测荧光变化的大小，定量检测出液体中重金属离子的浓度。本发明检测方法具有操作简单、灵敏度高、检测速度快的优点。

技术领域

本发明涉及一种红外光激发可视化检测重金属离子的方法。

背景技术

重金属污染已经成为最严重的环境生态污染之一，重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，从而对人体造成很大的危害。重金属对于人体产生危害的方式主要有两种：一是重金属离子通过改变酶的结构造成伤害，如果体内的重金属离子浓度过高，便会与蛋白质分子中的活性基团紧密结合，改变酶的立体结构，或者改变酶的活性中心的电荷从而使其丧失应有的催化活性；二是有些金属离子会干扰人体必须的金属离子的代谢，通过替换酶中的其他必须金属离子，使酶丧失活性，对生物和人体产生极大的毒害作用。重金属污染目前已相当严重，其对环境和生物的危害极大，同时，其易通过食物链而富集，因此，发展重金属离子分析检测技术十分重要。

目前普遍采用的重金属离子检测方法仍然依赖于大型分析测试仪器，如色谱、质谱等，这些方法大都存在着样品制备复杂、检测过程耗时费力的问题。随着纳米技术的发展，多种基于纳米材料的简单方法被发展出来，如比色、荧光、电化学等，其中荧光检测方法由于具有简便、快速、灵敏度高等优点尤为受到关注。其中荧光共振能量转移法因其灵敏度高和选择性好，已经广泛应用于金属离子的检测。传统FRET的能量供体，如有机荧光染料、半导体碳量子点等，其背景荧光强和Stokes位移小，导致了检测生物和复杂体系时灵敏度降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种红外光激发可视化检测重金属离子的方法，该检测方法操作简单、灵敏度高(检出限低于1μM，由于上转换材料背景荧光低，荧光稳定性好，发射带窄，因此灵敏度高)、检测速度快(反应时间小于10min，对于直接检测，由于经过高分子材料修饰的上转换材料带负电，可在静电力作用下迅速吸附重金属离子，因此反应速度快；对于间接测定重金属离子，由于选择的荧光淬灭剂与重金属离子反应速度快，因此检测速度快)。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种红外光激发可视化检测重金属离子的方法，所述方法采用红外光作为激发光源；先对上转换发光材料进行亲水改性，改性后，将上转换发光材料置于待检测的液体中，在红外光激发下，通过荧光共振能量转移引起的荧光淬灭可视化判断液体中是否存在重金属离子，同时，采用荧光分光光度计检测上转换发光材料荧光值变化大小，定量检测出液体中重金属离子的浓度。

一种红外光激发可视化检测重金属离子的方法，所述方法采用红外光作为激发光源；先对上转换发光材料进行亲水改性，改性后，将上转换发光材料和荧光淬灭剂一起置于待检测的液体中，在红外光激发下，通过荧光是否恢复可视化判断液体中是否存在重金属离子，同时，采用采用荧光分光光度计检测荧光变化的大小，定量检测出液体中重金属离子的浓度。

其中，红外光激发波长为980nm或808nm。

其中，上转换发光材料呈核壳结构，粒径小于50nm，上转换发光材料能在980nm或808nm的红外光下激发发出荧光。