[发明专利]用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用

说明书

本发明提供一种用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试及其应用，以柠檬酸、尿素和L‑半胱氨酸为原料，经水热法制备得到，制备得到的碳量子点的激发波长为325nm～425nm，能够发射波长为400～550nm的蓝色荧光，合成方法简单快速，制备得到的碳量子点荧光性能优异。利用该碳量子点，通过分子荧光分光光度计即可实现对溶液中汞离子的检测，检测方法灵敏、快速。同时还提供了一种便携式检测汞离子的方法，检测方法方便、简便。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用。

背景技术

作为环境中最普遍的重金属之一，汞离子可以通过食物链富集进入人体，危害较大。因此，痕量检测汞离子具有非常重要的意义。传统检测汞离子的方法主要包括原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。然而，这些方法具有样品处理耗时、价格昂贵、需要专业人员操作等不足，难以满足新形势下便携式检测的需求，这严重限制了它们的实际应用。荧光纳米材料因灵敏性高、特异性优良，被广泛应用于重金属离子的痕量测定。其中，碳量子点作为新型的荧光纳米材料，其合成简单、光学性质优异、毒性较低。

发明内容

为了克服现有技术中的技术问题，本发明提供一种用于检测汞离子的碳量子点及其合成方法、汞离子检测试剂盒及其应用，合成方法简单，利用合成的碳量子点可以实现对汞离子的荧光光谱法和便携式快速检测，灵敏度高，特异性优良。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

本发明第一方面提供一种用于检测汞离子的碳量子点，所述碳量子点的激发波长为325nm～425nm，能够发射波长为400～550nm的蓝色荧光。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的碳量子点中，能够发射最佳波长为450nm的蓝色荧光。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的碳量子点中，所述碳量子点的紫外吸收峰为230nm和340nm。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的碳量子点中，当溶液pH值大于4时，碳量子点在450nm处的荧光保持稳定。

本发明第二方面提供一种检测汞离子的碳量子点的合成方法，将柠檬酸、尿素和L-半胱氨酸溶于水中，采用水热法进行反应后即可得到该碳量子点。

在本发明中，柠檬酸作为碳量子点合成的碳源并提高荧光强度，尿素和L-半胱氨酸作为氮源和硫源，并响应汞离子。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的合成方法中，柠檬酸、尿素和L-半胱氨酸三种物质的摩尔比为(2.0～10.0):(10.0～40.0):(0.5～1.5)。

在本发明中，将三种物质比例限制在上述范围内，该比例过低或过高可能影响碳量子点的最大荧光强度及波长。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的合成方法中，采用水热法的反应温度为180℃加热3h，反应后经离心、过滤处理。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的合成方法中，过滤所使用的滤膜孔径为0.22μm。

本发明第三方面提供一种汞离子检测试剂盒，所述检测试剂盒包括如上所述的碳量子点。

作为一种可选的实施方式，在本发明提供的试剂盒中，所述试剂盒中还包括缓冲液，所述缓冲液为邻苯二甲酸氢钾缓冲液或酒石酸氢钾等酸性缓冲液中的一种，所述缓冲液与碳量子点溶液的体积比为20:1～1:1。

优选地，所述缓冲液为邻苯二甲酸氢钾缓冲液，所述缓冲液与碳量子点溶液的体积比为9:1。

本发明第四方面提供利用上述碳量子点或检测试剂盒在检测汞离子中的应用。