一种基于碳点荧光峰值特征定量检测核黄素的碳点及其制备与应用

专利检索2024-12-26  40


本发明涉及一种荧光碳点,具体涉及一种基于碳点荧光峰值特征定量检测核黄素的碳点及其制备与应用。


背景技术:

1、核黄素具有促进新陈代谢和细胞再生、预防口腔及皮肤炎症、增进视力、缓解眼部疲劳以及促进人体对铁离子的吸收等作用,因此寻求一种廉价便捷的、对天然存在的核黄素含量检测方法成为科研界所致力研究的重点。

2、现行国家标准(gb5009.85-2016)中对核黄素的定量检测方法其中之一采用的是荧光分光光度法观测荧光强度变化。因为核黄素本身具有荧光性,可直接测定其荧光强度,结合标准样测定的标准曲线分析即可得出核黄素的浓度,但此方法影响测定结果因素非常多,需严格把控检测时的条件,否则测试出来的荧光强度数值浮动较大,将会造成巨大误差。同时操作的严谨性较高,否则一旦测试出的荧光强度存在偏差,直接影响浓度检测的准确性。同时,此项国家标准的检测方法中要求必须经过多项预处理除去可能影响检测结果的干扰项,最终溶液待测物仅为纯净的核黄素且溶液澄清透明才能够使用荧光分光光度计进行检测,而天然的核黄素大多存在于蛋白质如牛奶、蛋黄、肌肉、果汁中,因此检测还需提取纯度很高的核黄素且溶液体系澄清透明无干扰项杂质才能进行检测,否则溶液中存在干扰项影响荧光性且溶液浑浊则无法测出准确的荧光强度值。

3、当前,荧光碳点正处于热点研究领域,它以低毒、环保、高效、材料易得、操作简便、应用成本低等优势成为众多科研学者所青睐的对象,因此寻求一种制备优质高性能荧光碳点的方法成为学术界所要探讨的重点话题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于碳点荧光峰值特征定量检测核黄素的碳点及其制备与应用,解决了现有技术在检测前必须去除多余干扰项,检测时核黄素只能溶解在纯净、透明无杂质的溶液才能进行,否则无法测出准确的荧光强度值的问题。

2、为了达到上述目的,本发明提供了一种掺杂型蓝色荧光碳点的制备方法,该方法包含:

3、(1)在碳源中加入重金属镍盐与仅含掺杂氮元素的有机物,充分搅拌均匀溶于水,之后发生水热反应,制得荧光碳点溶液;

4、所述碳源为葡萄糖、淀粉、麦芽糖、蔗糖、壳聚糖、乳糖和甘蔗渣粉末中的任意一种;

5、(2)将制得的荧光碳点溶液用水系滤膜抽滤,再离心取上清液,再将上清液用透析袋在水、磁力搅拌状态下透析后,取透析袋内部液体得到所述掺杂型蓝色荧光碳点。

6、优选地,在步骤(1)中,所述重金属镍盐为乙酸镍,所述碳源为葡萄糖,所述仅含掺杂氮元素的有机物为尿素。掺杂氮的作用是大幅提高荧光强度,使其波峰更明显,使检测读取数值更明显与精确,选择尿素是因为其不含其他杂元素如s等,保证了掺杂元素的单一性,其他掺杂n的有机物只要含氮基团化学键断裂较为容易,这就代表掺杂效率高,才能选取作为掺杂试剂。例如硝酸也含n元素,但其具有强氧化性和酸性,反而破坏掺杂位点结构,不能作为掺杂试剂。

7、更优选地,在步骤(1)中,所述葡萄糖与所述尿素的质量比为(0.8~1.5)∶1,所述乙酸镍与所述尿素的物质的量比为1∶6。

8、优选地,在步骤(1)中,所述水热反应的温度为180℃~200℃、时间为10h。

9、优选地,在步骤(2)中,所述水系滤膜抽滤的孔径为0.45μm;离心的速度为10000r/min、时间为10min。

10、优选地,在步骤(2)中,所述透析袋的截留分子量为1000da;所述透析的时间为16~48h,且每8h换一次水。

11、本发明提供了一种如所述的制备方法制得的掺杂型蓝色荧光碳点。

12、优选地,所述掺杂型蓝色荧光碳点在激发波长365nm下发出纯蓝色荧光,光量子产率为15.24%。

13、本发明提供了一种如所述的掺杂型蓝色荧光碳点在检测核黄素含量中的应用,该应用包含:利用如所述的掺杂型蓝色荧光碳点与检测物的协同作用造成二者共存状态下产生的荧光峰值波长变化进而分析出检测物的含量与浓度。

14、优选地,该应用包含:荧光分光光度计设定激发波长为415nm,激发电压为700v,取如权利要求7中所述的掺杂型蓝色荧光碳点进行发射波长的测定,加入含有核黄素的待测液,记录每个波峰顶点对应的波长。

15、优选地,碳点溶液在激发波长为365nm下发射出的纯蓝色荧光,且检测出核黄素的最低浓度为2×10-8mol/l。

16、本发明的一种基于碳点荧光峰值特征定量检测核黄素的碳点及其制备与应用,解决了现有技术在检测前必须去除多余干扰项,检测时核黄素只能溶解在纯净、透明无杂质的溶液才能进行,否则无法测出准确的荧光强度值的问题,具有以下优点:

17、1、本发明提供了一种制备优质荧光碳点的路径,制备的荧光碳点溶液在激发波长为365nm下发射出的颜色为纯蓝色荧光,且葡萄糖基双掺杂碳点在经过尿素和过渡金属镍掺杂后各项荧光性能都有显著提升,能够更好地应用于核黄素的检测,突破了现有国家标准只能在水溶液状态下且为纯核黄素的检测局限性,如自然状态下核黄素存在的溶液体系如牛奶、果汁等也能进行峰值波长检测技术对浓度含量的测定。所做出的标准曲线为核黄素含量-峰值波长偏移量,克服各种因素造成荧光强度值偏差带来的检测准确性,同时此方法检测出核黄素的最低浓度为2×10-8mol/l。

18、2、相较于现有碳点制备技术,本发明通过掺杂的方式进一步对荧光性能进行改良,掺杂选择双试剂,一种为非金属无机元素氮,另一种为过渡金属镍。这种共掺的方式不仅实现了碳点性能的改良,同时也使得光色具有单一的纯蓝色,这种纯蓝色荧光才使得与核黄素检测相契合,通过观测峰值波长改变程度的方式,发明了一种全新的核黄素检测方法,摆脱了原有观测荧光强度这一浮动较大的指标,大幅提升了检测的准确性。

19、3、本发明提供的制备方法简单易行,使得发光碳点的荧光强度更强,光色更加纯净,激发光谱波峰明显,从而造就了单位体积内碳点材料检测核黄素的检出限就会更低,光量子产率性能都有着显著提升。本发明的方法无论是在环境、传感探针领域还是细胞示踪、特异性分析领域,荧光碳点都发挥着巨大作用,为各项检测大幅度降低成本,同时还具有低毒简单易行的优势特点。



技术特征:

1.一种掺杂型蓝色荧光碳点的制备方法,其特征在于,该方法包含:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述重金属镍盐为乙酸镍,所述仅含掺杂氮元素的有机物为尿素,所述碳源为葡萄糖。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述葡萄糖与所述尿素的质量比为(0.8~1.5)∶1,所述乙酸镍与所述尿素的物质的量比为1∶6。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述水热反应的温度为180℃~200℃、时间为10h。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述水系滤膜抽滤的孔径为0.45μm;离心的速度为10000r/min、时间为10min。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述透析袋的截留分子量为1000da;所述透析的时间为16~48h,且每8h换一次水。

7.一种如权利要求1~6任一项所述的制备方法制得的掺杂型蓝色荧光碳点。

8.根据权利要求7所述的掺杂型蓝色荧光碳点,其特征在于,所述掺杂型蓝色荧光碳点在激发波长365nm下发出纯蓝色荧光。

9.一种如权利要求7所述的掺杂型蓝色荧光碳点在检测核黄素含量中的应用,其特征在于,该应用包含:

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,该应用包含:


技术总结
本发明公开了一种基于碳点荧光峰值特征定量检测核黄素的碳点及其制备与应用,该方法包含:在碳源中加入重金属镍盐与仅含掺杂氮元素的有机物,充分搅拌均匀溶于水,之后发生水热反应,用水系滤膜抽滤,再离心取上清液,再将上清液用透析袋在水、磁力搅拌状态下透析后,取透析袋内部液体得到所述掺杂型蓝色荧光碳点。本发明解决了现有技术在检测前必须去除多余干扰项,检测时核黄素只能溶解在纯净、透明无杂质的溶液才能进行的问题。本发明通过向含有核黄素的溶液中添加碳点,测定该溶液的荧光峰值波长即可得出该溶液的浓度,该方法简便、快速,检测出核黄素的最低浓度为2×10<supgt;‑8</supgt;mol/L,适用于环境、传感探针领域和特异性分析领域。

技术研发人员:黎克纯,黄永恒,卢建芳,刘春艳,慕媛媛,何耀满
受保护的技术使用者:广西民族大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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