鋅離子檢測用量子點(diǎn)比率熒光探針及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種比率熒光探針，特別是涉及一種鋅離子檢測用量子點(diǎn)比率熒光探針及利用其對水中鋅離子進(jìn)行檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅離子在人體中的含量僅次于鐵離子的過度金屬離子，廣泛分布于人體細(xì)胞和體液中，在機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)、生長發(fā)育、組織修復(fù)、信號傳輸、基因轉(zhuǎn)錄等多項生命活動中，鋅離子都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。人體內(nèi)鋅離子代謝的紊亂與阿爾茨海默病、糖尿病、癲癇等疾病的發(fā)生有密切相關(guān)。我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)所規(guī)定的鋅離子含量上限為1.5 X 10_5mol/L。因此，實現(xiàn)飲用水及生理環(huán)境中鋅離子的高靈敏檢測，具有重要意義。
[0003]傳統(tǒng)鋅離子濃度的檢測手段主要有原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、離子色譜法等，其通常存在著檢測儀器價格昂貴、體積龐大、操作復(fù)雜且維護(hù)較為困難等缺點(diǎn)。熒光檢測法因其檢測信號直觀、操作便捷，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅速發(fā)展。其中，比率熒光檢測法以相同背景下測定的熒光強(qiáng)度的比值作為信號參數(shù)，能夠極大的降低各種環(huán)境因素干擾，進(jìn)一步提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性，有著良好的應(yīng)用前景。
[0004]傳統(tǒng)的有機(jī)小分子熒光探針已被廣泛應(yīng)用于離子檢測領(lǐng)域，然而通常有著信號強(qiáng)度低、激發(fā)光譜窄、發(fā)射光譜寬以及生物相容性差等缺點(diǎn)。熒光量子點(diǎn)因其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，如寬帶吸收、窄帶發(fā)射、高量子產(chǎn)率、抗光漂白性好等特點(diǎn)，克服了上述有機(jī)小分子熒光探針?biāo)龅降睦щy，在化學(xué)和生物檢測中發(fā)揮了越來越大的作用。因其窄帶發(fā)射的特性，不同發(fā)射波長的量子點(diǎn)熒光信號能被顯著區(qū)分，因此應(yīng)用于比率熒光檢測更具優(yōu)勢。目前，量子點(diǎn)作為熒光團(tuán)已成功應(yīng)用于銅離子、汞離子等金屬離子的比率熒光檢測，而利用量子點(diǎn)熒光探針通過比率熒光的方法實現(xiàn)對鋅離子的檢測還未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:針對目前鋅離子檢測技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種鋅離子檢測用量子點(diǎn)比率熒光探針及其檢測方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的探針該探針由發(fā)綠色熒光CdSe/ZnS量子點(diǎn)和發(fā)黃色熒光CdSe/CdZnS/ZnS量子點(diǎn)及卟啉分子通過靜電組裝的方式連接后制成，其中兩種量子點(diǎn)與卟啉的摩爾濃度比分別為1:10 ;所述的兩種量子點(diǎn)外層均包覆有帶正電的二氧化硅殼層，所述P卜啉分子為帶有負(fù)電的硫磺基P卜啉分子。
[0007]本發(fā)明的鋅離子檢測用量子點(diǎn)比率熒光探針的檢測方法包括如下三個步驟:
[0008]步驟1.量子點(diǎn)比率熒光探針的制備:通過常規(guī)反向微乳液法分別對發(fā)綠色熒光CdSe/ZnS量子點(diǎn)和發(fā)黃色熒光CdSe/CdZnS/ZnS量子點(diǎn)包覆二氧化硅殼層，形成量子點(diǎn)/ 二氧化硅熒光納米顆粒，并對二氧化硅殼層表面進(jìn)行氨基化，再將卟啉分子加入到上述兩種量子點(diǎn)/ 二氧化硅熒光納米顆粒的混合溶液中，形成量子點(diǎn)/ 二氧化硅-卟啉溶液，卟啉分子的濃度為3Xl(T6m0l/L;
[0009]步驟2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:將不同濃度的鋅離子加入到量子點(diǎn)/ 二氧化硅-卟啉溶液中，分別測得不同鋅離子濃度下發(fā)綠色熒光量子點(diǎn)和發(fā)黃色熒光量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，并計算其比值，以相對熒光強(qiáng)度比值作為縱坐標(biāo)，鋅離子濃度作為橫坐標(biāo)作圖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線;.
[0010]步驟3.量子點(diǎn)比率熒光探針檢測未知水溶液樣品中鋅離子:向量子點(diǎn)/ 二氧化硅-卟啉溶液中加入未知樣品溶液，測得發(fā)綠色熒光量子點(diǎn)和發(fā)黃色熒光量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，并計算二者的比值，將其作為縱坐標(biāo)帶入步驟2中的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到對應(yīng)的橫坐標(biāo)數(shù)值即未知樣品的鋅離子濃度；
[0011]其中:
[0012]步驟2、步驟3中使用熒光分光光度計時選用的激發(fā)波長為460nm，測定的波長范圍為 475-625nm。
[0013]有益效果:本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)本發(fā)明工藝簡單，價格低廉，重現(xiàn)性好，適用于環(huán)境、飲用水和體液中，具有良好的應(yīng)用前景。
[0015](2)本發(fā)明得到的檢測鋅離子的比率熒光探針，是基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理。量子點(diǎn)向卟啉分子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，量子點(diǎn)熒光淬滅，撲啉分子捕獲鋅離子后吸收光譜發(fā)生特異性變化，與不同量子點(diǎn)間能量轉(zhuǎn)移的效率發(fā)生相反變化，發(fā)綠色熒光CdSe/ZnS量子點(diǎn)熒光恢復(fù)，發(fā)黃色熒光CdSe/CdZnS/ZnS量子點(diǎn)熒光進(jìn)一步淬滅。檢測方法是基于不同量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度的比率變化，這種檢測模式可以避免環(huán)境中其他分析物的干擾，提高檢測的抗干擾能力，并進(jìn)一步降低檢測限。
[0016](3)本發(fā)明得到的檢測鋅離子用量子點(diǎn)比率熒光探針，利用二氧化硅殼層對量子點(diǎn)起到的保護(hù)和隔離作用，使探針光穩(wěn)定性及生物相容性得到提升，在PH值(6-8)生理鹽水中具有很好的穩(wěn)定性，適用于多種水環(huán)境及生理鹽水中的鋅離子微量檢測。
【附圖說明】
[0017]圖1表不在兩種量子點(diǎn)/ 二氧化娃溶液中分別加入不同濃度P卜啉后，溶液的相對熒光光譜變化圖。圖1a是發(fā)綠色熒光量子點(diǎn)對應(yīng)卟啉的響應(yīng)熒光光譜，圖1b是發(fā)黃色熒光量子點(diǎn)對應(yīng)卟啉的響應(yīng)熒光光譜。
[0018]圖2表示兩種量子點(diǎn)/ 二氧化硅的熒光光譜圖，及卟啉分子絡(luò)合不同濃度鋅離子后的吸收光譜變化圖。
[0019]圖3a表示比率熒光探針對鋅離子的響應(yīng)熒光光譜，圖3b表示比率熒光探針對鋅離子的響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中相對熒光強(qiáng)度比值表示發(fā)綠色熒光量子點(diǎn)與發(fā)黃色熒光量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度比值。
[0020]圖4表示向比率熒光探針中分別加入鋅離子和干擾離子后綠色與黃色量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度比值。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0022]實施例1:
[0023]本發(fā)明所述的鋅離子檢測用量子點(diǎn)比率熒光探針?biāo)芤河砂灿卸趸铓拥陌l(fā)綠色熒光CdSe/ZnS量子點(diǎn)和發(fā)黃色熒光CdSe/CdZnS/ZnS量子點(diǎn)，形成量子點(diǎn)/ 二氧化硅熒光納米顆粒水溶液，其中量子點(diǎn)/ 二氧化硅納米顆粒表面修飾有帶正電的氨基基團(tuán)，直徑均為約20nm。卩卜啉分子為帶有負(fù)電的硫磺基卩卜啉分子，濃度為3 X 10_6mol/L，通過靜電作用結(jié)合在量子點(diǎn)/