【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光可视化检测，具体涉及一种氮化锌量子点及其作为荧光纳米传感器对cu2+和mn2+离子进行高灵敏度的荧光可视化检测应用。在加入cu2+和mn2+时急剧淬火。发现cu2+的猝灭电势约为57％，mn2+的猝灭电位约为70％，如图6b、c所示。
技术介绍
1、重金属是自然产生的，以其质量大、密度大的特点而广受欢迎，并以其带来的负面影响多于其有利的一面；cu2+是人体第三大必需微量元素，对人体各种基本生理过程起着至关重要的作用。重金属污染由于其高毒性和在生态系统中的蓄积能力，已成为严重的环境和人类健康问题。特别是过量的cu2+摄入会对人体产生许多负面影响，包括消化问题、肝或肾损伤等。因此，对环境和饮用水中cu2+的量进行量化是非常重要的。与cu2+引起的疾病相关的主要危险因素是饮用水中的可溶性铜盐。因此，开发一种快速、经济、准确的测量水中cu2+的技术是非常重要的。锰离子(mn2+)是人体的另一个重要组成部分，对包括新陈代谢在内的几个生物过程具有重大影响。然而，过量的mn2+暴露是危险的，特别是对神经系统，它会对中枢神经系统产生负面影响，并产生帕金森病等疾病。此外，缺乏mn2+离子会导致高胆固醇血症和血液凝固延迟。锰和铜是至关重要的微量元素对人体的许多重要的功能,包括酶活性、骨骼发育和脂肪代谢。然而，在生物过程中过多地接触这些金属离子会对健康有害，甚至导致致命疾病。
2、基于光信号的生物化学传感器因其简单、灵敏度高、选择性好而被证明是一种很有前途的检测方法。早期的研究表明，纳米材料即使在非常小的浓度下也能感知金
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氮化锌量子点及其作为荧光纳米传感器对cu2+和mn2+离子进行高灵敏度的荧光可视化检测应用，该传感可视化检测策略可构建可靠、方便、现场的cu2+和mn2+离子分析平台。具体的，本专利技术采用以下技术方案实现：
2、本专利技术的一种氮化锌量子点，其具有蓝色荧光，在320nm激发时在408nm处达到峰值，量子产率为29.56％，平均尺寸2-3nm。
3、本专利技术的一种氮化锌量子点，其是采用下述制备方法得到：
4、加入六水合硝酸锌和氨溶液，并将溶液混合在澄清蒸馏水中并搅拌以得到清澈的溶液；然后将获得的混合物倒入聚四氟乙烯内衬的不锈钢中温度固定在150-180℃，持续15-18小时；在此，注入的氨溶液作为氮化源，随后，将反应室分离并保持在外部以冷却至室温，然后将溶液进行透析(透析袋截留分子量12-14kda)1-3小时，以去除任何不需要的物质，将获得的溶液冷藏备用。其中六水合硝酸锌溶解应充分，搅拌时间不低于1小时。所述六水合硝酸锌物质的量为3-6mmol，氨溶液浓度20-30wt％，用量2-5ml。六水合硝酸锌物质的量为5mmol时荧光最强。
5、本专利技术还提供了所述氮化锌量子点作为荧光纳米传感器在cu2+和mn2+检测中的应用。并且在将cu2+和mn2+离子耦合到探针时，发射信号显著降低，并且对于cu2+和mn2+离子获得的相应检测极限分别为21.78和63.82nm。
6、该传感器还成功地涂覆在纸条上，可以作为移动探测器对重金属离子进行现场局部传感，
7、优选的，所述应用中，取制备的氮化锌量子点溶液1ml作为荧光传感系统。所制备的量子点直接用，确定六水合硝酸锌摩尔浓度为5mm时荧光最强。
8、优选的，所述应用中，向所述荧光纳米传感器中加入含cu2+和/或mn2+的金属离子溶液，用320nm激发光记录在350-550nm范围内的荧光光谱，在加入cu2+和/或mn2+时荧光纳米传感器的蓝色荧光急剧猝灭。
9、优选的，所述应用中，向所述荧光纳米传感器中分别不同浓度的cu2+或mn2+溶液，通过在320nm激发光记录相应的荧光光谱，建立荧光强度与cu2+或mn2+浓度之间的关系。
10、优选的，所述应用中，将所述荧光纳米传感器制成纸基传感器。
11、优选的，所述应用中，所述纸基传感器采用纤维素纸，做成条带形、圆形或方形。具体的，取纤维素纸，用zn3n2量子点溶液浸泡处理，干燥后用于cu2+和mn2+的检测。更具体的，本专利技术的荧光纸基传感器的制备是取相等直径的圆形纤维素片，并用制备的zn3n2量子点溶液处理这些纤维素片，以活化具有各自功能的片的表面。然后将条带在环境条件下干燥24小时，并切成条状以供进一步使用。
12、本专利技术中用荧光传感器检测cu2+和mn2+的原理是基于荧光猝灭策略，具体地说是由于蓝色荧光量子点zn3n2具有丰富官能团与金属离子cu2+和mn2+的络合，蓝色荧光表现为强猝灭，从而实现此探针检测cu2+和mn2+荧光颜色由蓝色到无色的变化。整个荧光信号响应可以在2秒内完成。通过建立荧光强度与cu2+和mn2+的关系可实现对cu2+和mn2+的定量检测。
13、本专利技术中，通过不断增加cu2+和mn2+浓度，基于蓝色荧光的逐渐猝灭，在紫外灯下呈现一系列荧光强度的变化，从而可实现对cu2+和mn2+的可视化检测。
14、相对于现有的检测技术，本专利技术的有益效果体现在：
15、1、本专利技术单色荧光检测cu2+和mn2+，单色荧光强度较为稳定，实现了可视化检测。此探针可同时检测cu2+和mn2+，区别于以往的探针单独对cu2+或mn2+的检测，并且对cu2+和mn2+有较好的选择性，实现一种探针对多种重金属离子的定性检测。
16、2、本专利技术荧光传感器响应时间在两秒内完成，可实现快速检测。
17、3、本专利技术荧光传感器对cu2+的检测限为21.78nm，对mn2+的检测限为63.82nm。
18、4、本专利技术荧光纸基传感器安全稳定便于携带，打破了时间和空间的限制。
19、5、本专利技术制备的蓝色量子点传感器的荧光猝灭型体系对cu2+和mn2+具有良好的选择性和灵敏性。本专利技术的荧光纳米传感器可对cu2+和mn2+离子进行高灵敏度的荧光可视化检测应用，如图6c所示在加入cu2+和mn2+时急剧淬火，发现cu2+的猝灭电势约为57％，mn2+的猝灭电位约为70％。另外，本专利技术的荧光纳米传感器也能够有效地避免其他杂质的干扰，响应快速，如图6a、6b所示。
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1.一种氮化锌量子点，其特征在于，所述氮化锌量子点显示出明亮的荧光，在320nm激发时在408nm处达到峰值，量子产率为29-30％，平均尺寸2-3nm。
2.权利要求1所述氮化锌量子点的制备方法，采用下述步骤：
3.如权利要求2所述的氮化锌量子点的制备方法，其特征在于：所述六水合硝酸锌物质的量3-6mmol，氨溶液浓度20-30wt％，用量2-5mL。
4.权利要求1所述的氮化锌量子点或者由权利要求2-3任一项所述制备方法得到的氮化锌量子点作为荧光纳米传感器在Cu2+和/或Mn2+检测中的应用。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，取制备的氮化锌量子点溶液1mL作为荧光传感系统。
6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，向所述荧光纳米传感器中加入含Cu2+或Mn2+的金属离子溶液，用320nm激发光记录在350-550nm范围内的荧光光谱。
7.如权利要求3所述的应用，其特征在于，向所述荧光纳米传感器中加入不同浓度的Cu2+或Mn2+溶液，通过在320nm激发光记录相应的荧光光谱，建立荧光强度与Cu2+
8.如权利要求3-7任一项所述的应用，其特征在于，将所述荧光纳米传感器制成纸基传感器。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述纸基传感器采用纤维素纸，做成条带形、圆形或方形。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，取纤维素纸，用Zn3N2量子点溶液浸泡处理，干燥后用于Cu2+和/或Mn2+的检测。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化锌量子点，其特征在于，所述氮化锌量子点显示出明亮的荧光，在320nm激发时在408nm处达到峰值，量子产率为29-30％，平均尺寸2-3nm。
2.权利要求1所述氮化锌量子点的制备方法，采用下述步骤：
3.如权利要求2所述的氮化锌量子点的制备方法，其特征在于：所述六水合硝酸锌物质的量3-6mmol，氨溶液浓度20-30wt％，用量2-5ml。
4.权利要求1所述的氮化锌量子点或者由权利要求2-3任一项所述制备方法得到的氮化锌量子点作为荧光纳米传感器在cu2+和/或mn2+检测中的应用。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，取制备的氮化锌量子点溶液1ml作为荧光传感系统。
6.如权利要求4所述的应用，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋长龙，杨亮，李凌飞，徐诗皓，
申请(专利权)人：中科合肥智慧农业协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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