复合荧光纳米探针的制备及其对过氧化氢的检测方法与流程

本发明涉及纳米探针技术领域，更具体地说，本发明涉及一种复合荧光纳米探针的制备及其对过氧化氢的检测方法。

背景技术：

近几十年来，食品安全问题愈发的引起了人们的关注，食品安全问题也提上了日程。食品中丰富的营养物质，为微生物生长提供了的良好的生存环境。过氧化氢对食物有着高效的保鲜功能，因而人们为了追求食品的新鲜度，开发出了食品添加剂过氧化氢。过氧化氢能够抑制食品中的微生物生长，从而达到食品长久保鲜的目的，但是在食品中残留的过氧化氢将严重地危害着人类的身体健康。作为活性氧的重要成员之一，过氧化氢可引起dna损伤、机体衰老，过氧化氢水平的升高与癌症、中风、阿尔茨海默症、帕金森综合症和动脉硬化等疾病密切相关。过氧化氢的高反应性使其即使在低浓度下也是有害的。因此，开发高效灵敏的选择性检测过氧化氢的检测方法是十分必要的。

根据国家食品安全标准《食品中过氧化氢残留量的测定》规定，可以将过氧化氢用作食品生产的辅佐剂，但要求过氧化氢的残留量需在产品完成前分解或去除。根据gb/t23499-国家标准可知，关于测定过氧化氢的残留量的方法有碘量法和钛盐比色法，然而，上述的方法存在的选择专一性较低、误差较大、反应检测时间长、不便用于微量检测、响应慢和易受检测环境干扰等缺陷。

因此，构建一种复合荧光纳米探针并实现其对过氧化氢高效、准确、快速、灵敏的检测成为一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的另一个目的是提供一种合成方法简单的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，且制得的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针能够高效检测过氧化氢。

本发明的另一种目的是提供一种检测效果好，检测选择性好的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针对过氧化氢的检测方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，包括：将[email protected]量子点和纳米银簇在一定ph条件下混合制备[email protected]/agncs复合荧光纳米探针；

其中，混合后，所述[email protected]量子点的浓度为0.016-0.040mg/ml，纳米银簇的浓度为0.009-0.018mg/ml。

上述方案中，利用[email protected]量子点和纳米银簇直接混合构建得到[email protected]/agncs复合荧光纳米探针，具有合成方法简单的优点。

所构建得到的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针通过过氧化氢氧化分解银簇，释放银离子，银离子对[email protected]量子点荧光具有猝灭作用，实现对过氧化氢的高效检测目标，从而解决传统技术存在的检测反应时间长，响应慢的技术问题。

优选的是，所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法中，所述[email protected]量子点的制备方法为：

将cdcl2·2h2o和n-乙酰-l-半胱氨酸溶解于超纯水中，混合搅拌均匀，用naoh调节溶液的ph至9，加入nahse溶液，20～25℃室温搅拌2h后转移至100℃加热6h，随后加入zn(oac)2·2h2o和na2s·9h2o，即可得到所述[email protected]量子点。

使用cdcl2·2h2o和n-乙酰-l-半胱氨酸等作为原料反应合成[email protected]量子点，方法简单，易于实现。

优选的是，所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法中，所述纳米银簇的制备方法为：

将dl-硫辛酸溶于超纯水，加入naoh溶液，搅拌至溶解完全后加入nabh4溶液和agno3溶液，制备得到所述纳米银簇。

纳米银簇的制备方法简单，原料易得，降低了[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备成本。

优选的是，所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法中，加入zn(oac)2·2h2o和na2s·9h2o的反应时间为2小时。

优选的是，所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法中，所述ph条件由ph＝7.4的tris-hcl溶液提供。

一种利用[email protected]/agncs复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法，其中，包括：

获取过氧化氢浓度浓度和荧光强度对应关系的标准曲线；

将待测溶液和[email protected]/agncs复合荧光纳米探针混合后，观察特定波长下的荧光强度，然后代入所述标准曲线中，即可得到待测溶液中过氧化氢的浓度。

优选的是，所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法中，所述标准曲线的获得方法为：

取[email protected]/agncs复合荧光纳米探针，并分别向其中加入不同体积的过氧化氢溶液得到各混合反应体系，各混合反应体系中过氧化氢的浓度分别为0μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm，在20～25℃室温的条件下反应一段时间后，再分别测定各混合反应体系在510nm处的荧光强度，以过氧化氢的浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标，获得过氧化氢浓度浓度-荧光强度标准曲线。

优选的是，所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法中，所述特定波长为510nm。

优选的是，所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法中，所述室温的条件下反应的时间为12分钟。

优选的是，所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法中，待测溶液和[email protected]/agncs复合荧光纳米探针混合后得到的溶液中，[email protected]量子点和agncs的浓度分别为0.032mg/ml和0.015mg/ml。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的复合荧光纳米探针可用于检测食品中残留过氧化氢，合成方法简单，后期纯化过程较易，能获得高纯度的探针材料。

本发明首次发现复合纳米荧光探针对过氧化氢的效应机理，是通过过氧化氢氧化分解银簇，释放银离子，银离子对[email protected]量子点荧光具有猝灭作用，实现对过氧化氢的高效检测目标。

本发明实现了过氧化氢的荧光定量分析，在较宽的ph范围内有着较好的检测效果，检测选择性良好；同时，其检测下限可低至0.3μm，可应用于实际样本中过氧化氢的痕量分析。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是实施例1中合成的[email protected]量子点的透射电镜图，插图为其粒径分布。

图2是实施例2中合成的银簇的透射电镜图，插图为其粒径分布。

图3是实施例4中[email protected]量子点浓度对复合纳米荧光探针的影响。

图4是实施例5中银簇浓度对复合纳米荧光探针检测h2o2的影响。

图5是实施例6中ph值对复合纳米荧光探针检测h2o2的影响。

图6是实施例7中反应时间对复合纳米荧光探针检测h2o2的影响。

图7是实施例8中加入不同种类的干扰物质后[email protected]/agncs复合荧光纳米探针在510nm处的荧光猝灭效率柱状图。

图8是实施例9中加入过氧化氢后[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光光谱图。

图9是实施例9中在线性范围内过氧化氢浓度与[email protected]/agncs复合荧光纳米探针在510nm处荧光强度的线性回归图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1:[email protected]量子点的合成

将cdcl2·2h2o(38.4mg)和nac(27.5mg)溶解于80ml的超纯水中，混合搅拌均匀，用naoh调节溶液的ph至9，加入nahse溶液170μl，室温搅拌2h后将该反应溶液转移至100℃加热6h，随后加入3ml的zn(oac)2·2h2o和3ml的na2s·9h2o溶液，即可得到[email protected]量子点。

其中，naoh的浓度为1mol/l，nahse溶液由se粉(39.5mg)和nabh4(40mg)在2ml超纯水中反应得到，zn(oac)2·2h2o和na2s的浓度分别为11.5mg/ml和12mg/ml。

透视电镜图如图1所示，制备的[email protected]量子点显示出良好的分散性并且在形态上呈球形，从[email protected]量子点的tem图像获得的直方图的相应高斯拟合结果表明，合成的量子点尺寸分布在2.5至3.9nm的范围内，平均尺寸为3.2nm。

实施例2:合成agncs

称取52.6mg的dl-硫辛酸溶于20ml的超纯水，加入400μl的naoh溶液(1mol/l)，搅拌至溶解完全后加入2ml的nabh4(0.24mg/ml)溶液和0.5ml的agno3(25mm)溶液，制备得到纳米银簇。

透视电镜图如图2所示，合成的纳米银簇呈球形，且分散性良好，其粒径为1.7±0.5nm。

实施例3：[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的构建

将20μl的[email protected]量子点溶液(3.2mg/ml)与20μl的agncs溶液(1.5mg/ml)，用tris-hcl(ph＝7.4)溶液定容至2ml后共同孵育10min，制备得到[email protected]/agncs复合荧光纳米探针。

实施例4:复合纳米荧光探针对过氧化氢检测的最佳量子点浓度实验

通过控制变量法，加入浓度为0.008、0.016、0.024、0.032、0.04、0.048、0.056、0.064、0.072、0.08、0.088、0.096、0.104mg/ml的[email protected]量子点溶液，用tris-hcl(ph＝7.4)溶液定容2ml，用微量进样器加入10μm的银离子溶液，测定加入银离子[email protected]量子点的荧光光谱，并通过加入银离子后[email protected]量子点的荧光猝灭强度与加入银离子前[email protected]量子点荧光强度的比值来计算荧光猝灭效率。

结果如图3所示，银离子对[email protected]量子点的荧光猝灭效果与[email protected]量子点的浓度密切相关，当[email protected]量子点的浓度为0.032mg/ml时，银离子对[email protected]量子点的荧光猝灭效果最佳，表明最佳的[email protected]量子点浓度为0.032mg/ml。

实施例5:复合纳米荧光探针对过氧化氢检测的最佳银簇浓度实验

取最佳量子点浓度(c＝0.032mg/ml)，加入浓度为0.003、0.006、0.009、0.012、0.015、0.018、0.021、0.024、0.027mg/ml的银簇溶液和20μl的[email protected]量子点溶液(3.2mg/ml)，构建[email protected]/agncs复合荧光纳米探针，并用tris-hcl(ph＝7.4)溶液定容至2ml，之后加入2μl0.05mol/l的h2o2溶液，测定加入h2o2溶液前后[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光光谱，通过加入h2o2后[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光猝灭强度与加入h2o2前[email protected]/agncs复合荧光纳米探针荧光强度的比值来计算荧光猝灭效率。

结果如图4所示，h2o2可以有效地猝灭[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光，当银簇浓度在0.003-0.015mg/ml的范围内时，随着银簇浓度的升高，其荧光猝灭效率不断升高，当银簇浓度超过0.015mg/ml时，随着银簇浓度的升高，其荧光猝灭效率不断降低，表面最佳的银簇浓度为0.015mg/ml。

实施例6:复合纳米荧光探针对过氧化氢检测的最佳ph实验

取最佳[email protected]量子点浓度(c＝0.032mg/ml)，最佳银簇浓度(c＝0.015mg/ml)，分别用ph为3.4、4.4、5.4、6.4、7.4、8.4、9.4、10.4、11.4的tris-hcl溶液定容至2ml，之后加入2μl0.05mol/l的h2o2溶液，测定相关数据。

结果如图5所示，从图5可以得出：当溶液的ph值在中性范围时，h2o2对[email protected]/agncs复合荧光纳米探针具有较好的荧光猝灭效果。

实施例7:复合纳米荧光探针对过氧化氢检测的最佳反应时间实验

取最佳量子点浓度(c＝0.032mg/ml)，最佳银簇浓度(c＝0.015mg/ml)，最佳ph(ph＝7.4、tris-hcl溶液)，定容至2ml，测定加入20μmh2o2溶液前后，[email protected]/agncs复合荧光纳米探针在不同时间段的荧光光谱，并通过加入h2o2后[email protected]/agncs后复合荧光纳米探针的荧光猝灭强度与加入h2o2前[email protected]/agncs复合荧光纳米探针荧光强度的比值来计算荧光猝灭效率，测定反应时间的影响。

结果如图6所示，不加入h2o2之前，其荧光猝灭效率随着时间的延长无明显变化，均在0左右，表明[email protected]/agncs复合荧光纳米探针具有较好的荧光稳定性，一旦加入h2o2后，[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光猝灭效率随着时间的延长而增大，并于12min时猝灭效率基本保持不变，表明其最佳反应时间为12min。

实施例8：复合纳米荧光探针检测过氧化氢的选择性实验

取最佳量子点浓度(c＝0.032mg/ml)，最佳银簇浓度(c＝0.015mg/ml)，最佳ph(ph＝7.4、tris-hcl溶液)，定容至2ml，分别加入2μl的0.1mol/l的谷胱甘肽(gsh)、nano2、ca2+、na+、k+等干扰物质和2μl的0.05mol/l的h2o2后，测定[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光光谱，并通过加入干扰物质后[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光猝灭强度与加入干扰物质前[email protected]/agncs复合荧光纳米探针荧光强度的比值来计算荧光猝灭效率，以此验证[email protected]/agncs复合荧光纳米探针对h2o2的选择性。

结果如图7所示，干扰物质对[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光猝灭效率较小，表明复合荧光纳米探针对h2o2具有较好的选择性。

实施例9：复合纳米荧光探针检测过氧化氢的工作曲线

取最佳量子点浓度(c＝0.032mg/ml)，最佳银簇浓度(c＝0.015mg/ml)，最佳ph(ph＝7.4、tris-hcl溶液)，定容至2ml，然后分别加入不同浓度(0、0.2、0.5、1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100μm)的过氧化氢溶液等待12分钟后，设置激发波长440nm，收集波长510nm处的荧光信号强度；以过氧化氢的浓度为横坐标，510nm处荧光强度为纵坐标，绘制工作曲线。其线性相关性参数r2＝0.993(见图9)，展示了良好的线性相关性，表明复合纳米荧光探针可应用于过氧化氢的痕量分析。

结果如图8和9所示，图8为加入过氧化氢后[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的荧光光谱图，从中可以看出h2o2对[email protected]/agncs复合荧光纳米探针在510nm处的荧光具有较强的猝灭作用，且随着h2o2浓度的升高，复合荧光纳米探针的荧光强度不断降低。由线性拟合的结果(图9)可以得出，复合纳米荧光探针对h2o2检测的线性范围为0.5-60μm，其检出限为0.3μm，这一结果优于现阶段大部分已报道的的h2o2荧光纳米探针。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。

技术特征：

1.一种[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，其中，包括：将[email protected]量子点和纳米银簇在一定ph条件下混合制备[email protected]/agncs复合荧光纳米探针；

其中，混合后，所述[email protected]量子点的浓度为0.016-0.040mg/ml，纳米银簇的浓度为0.009-0.018mg/ml。

2.如权利要求1所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，其中，所述[email protected]量子点的制备方法为：

将cdcl2·2h2o和n-乙酰-l-半胱氨酸溶解于超纯水中，混合搅拌均匀，用naoh调节溶液的ph至9，加入nahse溶液，20～25℃室温搅拌2h后转移至100℃加热6h，随后加入zn(oac)2·2h2o和na2s·9h2o，即可得到所述[email protected]量子点。

3.如权利要求2所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，其中，所述纳米银簇的制备方法为：

将dl-硫辛酸溶于超纯水，加入naoh溶液，搅拌至溶解完全后加入nabh4溶液和agno3溶液，制备得到所述纳米银簇。

4.如权利要求3所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，其中，加入zn(oac)2·2h2o和na2s·9h2o的反应时间为2小时。

5.如权利要求4所述的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针的制备方法，其中，所述ph条件由ph＝7.4的tris-hcl溶液提供。

6.一种利用权利要求1～5任一制备方法制得的[email protected]/agncs复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法，其中，包括：

获取过氧化氢浓度浓度和荧光强度对应关系的标准曲线；

将待测溶液和[email protected]/agncs复合荧光纳米探针混合后，观察特定波长下的荧光强度，然后代入所述标准曲线中，即可得到待测溶液中过氧化氢的浓度。

7.如权利要求6所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法，其中，所述标准曲线的获得方法为：

取[email protected]/agncs复合荧光纳米探针，并分别向其中加入不同体积的过氧化氢溶液得到各混合反应体系，各混合反应体系中过氧化氢的浓度分别为0μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm，在20～25℃室温的条件下反应一段时间后，再分别测定各混合反应体系在510nm处的荧光强度，以过氧化氢的浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标，获得过氧化氢浓度浓度-荧光强度标准曲线。

8.如权利要求7所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法，其中，所述特定波长为510nm。

9.如权利要求8所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法，其中，所述室温的条件下反应的时间为12分钟。

10.如权利要求8所述的利用复合荧光纳米探针对过氧化氢检测的方法，其中，待测溶液和[email protected]/agncs复合荧光纳米探针混合后得到的溶液中，[email protected]量子点和agncs的浓度分别为0.032mg/ml和0.015mg/ml。

技术总结

本发明公开了一种[email protected]/AgNCs复合荧光纳米探针的制备方法，其中，包括：将[email protected]量子点和纳米银簇在一定pH条件下混合制备[email protected]/AgNCs复合荧光纳米探针；其中，混合后，所述[email protected]量子点的浓度为0.032mg/mL，纳米银簇的浓度为0.015mg/mL。本发明利用[email protected]量子点和纳米银簇直接混合构建得到[email protected]/AgNCs复合荧光纳米探针，具有合成方法简单的优点。所构建得到的[email protected]/AgNCs复合荧光纳米探针通过过氧化氢氧化分解银簇，释放银离子，银离子对[email protected]量子点荧光具有猝灭作用，实现对过氧化氢的高效检测目标，从而解决传统技术存在的检测反应时间长，响应慢和检测下限不足的技术问题。

技术研发人员：周志强;杨立云;黄凌;刘义

受保护的技术使用者：南宁师范大学

技术研发日：.11.22

技术公布日：.02.25

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